正确使用通过式功率计测量天馈系统的驻波比_天线驻波比的测量方法
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正确使用通过式功率计测量天馈系统的驻波比
正确使用通过式功率计测量天馈系统的驻波比
(2004年05月20日)
我们一般在安装完机车电台或车站电台结束后,均需要对天馈系统的匹配情况进行测试,最常用的方法是使用通过式功率计,测量正向发射功率和反向的反射功率。当发射功率增大时,表示天馈系统的匹配情况变差;而反射功率减小,表示天馈系统的匹配情况变好。
一、驻波比的定义
表示天馈系统的匹配情况可以用驻波比来表示。若以功率的观点来看 驻波比SWR可以表示为:
PoSWR=Po+-PrPr
Po:进入天线系统的功率(正向发射功率)Pr:从天线系统反射回来的功率(反射功率)
经过运算驻波比SWR与Pr/Po(反射功率对发射功率的百分比)的关系如下:
Pr/Po = [(SWR-1)/(SWR+1)]2
二、使用功率计进行测量
驻波比表基本上就是功率表,它可以测量一个电台及配属天馈系统的输入功率(正向发射功率)及反射功率(因失配)。但根据上式,不管输入功率为何,反射功率一定和输入功率成一定的比例。也就是说,对同一驻波比,不管输入功率为何,只要是在量输入功率时利用可变电阻(CALL功能)调整驱动表头的电流使指针达到满刻度。那麽你测量反射功率时,指针一定是指在同一个位置。把这些相关位置标出来,我们的功率表上就多了一排刻度,叫做“驻波比”,而您的功率表马上摇身一变成为“驻波比表”了。
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说穿了,驻波比表就是功率表。在测量射频功率时它预设了几组功率(如5W、20W、200W)使输入功率恰好是这个位准时(5W、20W、200W),指针会达到满刻度。当你拨在CAL位置时就是量输入功率,只不过你可以调整指针位置。当你拨在SWR位置时就是量反射功率,只不过您这时候看的是SWR的刻度。
以DIAMOND系列的驻波比表而言,它有一个 Calibration 旋钮及三个选择开关:Power Range,Func,FWD/REF SWITCH,使用方法如下: 1.测量正向发射功率:
① 将 POWER RANGE 拨到200W,FUNC 拨到PWR,FWD/REF 拨到FWD;
② 按下无线电台的发射键;
③ 适度选择 POWER RANGE 以精确读出功率。2.测量反射功率:
① 将 POWER RANGE 拨到200W,FUNC 拨到PWR,FWD/REF 拨到REF;
② 按下无线电台的发射键;
③ 适度选择 POWER RANGE 以精确读出反射功率。3.测量驻波比:
① 将 FUNC 拨到CAL 位置,CALIBRATION 旋钮反时针方向旋转到底; ② 按下无线电机的发射键,调整 CALIBRATION旋钮使指针达到满刻度; ③ 将 FUNC 拨到 SWR 位置,由表头的 SWR 刻度读出驻波比的读值。4.在现场实际测量中应特别注意的问题
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使用驻波比表测量天线的驻波比时要尽量将驻波比表靠近天线端,因为传输线的传输损耗会使得所量出来的驻波比数值较小,即变成 “假的驻波比”。
例如,原本天线的驻波比为 1.92(反射功率百分比为10%),现在加上一段 cable(射频电缆)衰减量为 3dB,假设无线电机的发射功率为10W,则经由 CABLE 传到天线的输入端时只剩下5W,然後反射10% 即 0.5W,0.5W 经由传输线送回来只剩下0.25W,所以驻波比量到的是输入 10W,反射 0.25W,反射功率百分比为 2.5%,即 SWR=1.03,而实际的天馈匹配情况并不好,即测量的方法不当,测量数据的可信程度下降。
另外,在测量车站电台天馈系统的驻波比时,由于有时铁塔较高,需要超过40米以上的射频电缆,这时可能由于射频电缆过长,造成电缆衰耗过大,在测试发射功率或驻波比时,明显发现测量值过于理想化,即可判定电缆衰耗过大。
正常的馈缆系统应该是衰耗较小,可以在站台主机的ANT端比较真实通过功率计测量电台(特指车站电台)天馈系统的匹配情况,当射频电缆过长时,应选用低损耗射频电缆。
此外,目前大部份的驻波比表都是利用感应的方式将信号感应到驻波比表内的测量电路,所以在测量时可以一边发射一边切换驻波比表上的开关,这并不会损坏无线电机,注意:不要让指针瞬间打到底。
三、对于不合格天馈系统的改进
对于测试不合格的天馈系统应进行改进,否则将影响正常的电台通信。1.车站电台
检查射频馈缆的焊接工艺、基地天线的串接式避雷器的接头、天线本身的技术参数、多余馈缆是否成环状盘起、射频电缆的技术参数是否满足要求、天线架设是否合理等。
对于发射功率满足要求,测量的反射功率比较小,驻波比又接近1,但是电台的通信距离就是比较近,应从以下几个方面考虑:
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① 射频电缆长度过长,衰减过大------减少射频电缆不必要的长度; ② 射频电缆的型号选择不对,射频损耗过大------更换合适的电缆; ③ 本身天馈系统失配,而因射频电缆的损耗过大,没有测量出真正的驻波比。
同时考虑因车站台附近地形地貌对无线通信的影响因素。
在处理完因射频电缆损耗过大、天馈系统失配等问题后,应该用通过式功率计重新对天馈系统进行测试。2.机车电台
检查射频馈缆的焊接工艺、机车天线本身的技术参数、多余馈缆是否成环状盘起、机车顶是否安装合格的天线反射体(或天线本身带反射地线)等。
二○○四年五月二十日
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