1、微波器件知識(shí)培訓(xùn)微波理論知識(shí)濾波器在基站中的作用帶通濾波器理論帶通雙工器低通濾波器耦合器理論功分/合路器理論大功率濾波器擊穿原因1 微波理論知識(shí)微波定義： 從現(xiàn)象看電磁波中頻譜介于超短波于紅外線的波段,其頻率范圍從300MHz（波長(zhǎng)1m）至300GHz(波長(zhǎng)1mm)。縱觀“左鄰右舍”它處于超短波和紅外光波之間。 實(shí)際上，對(duì)于工作頻率較高的電路，人們也經(jīng)常稱為“高頻電路”或“射頻（RF）電路”等等。 2 微波理論知識(shí)電磁波定義： 電磁波是電磁場(chǎng)的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。電可以生成磁，磁也能帶來電，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng)，而變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播形成了電磁波，所以

2、電磁波也常稱為電波。1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。 微波波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系 f*=v (v=c=3*10 m/s) 波長(zhǎng)=v/f83 微波理論知識(shí)電磁波按波段的劃分4 微波理論知識(shí)微波按波長(zhǎng)分類范圍： 分米波、厘米波、毫米波、亞毫米波波段頻率范圍波長(zhǎng)范圍分米波（UHF,超高頻）300-3000MHz100-10cm厘米波（SHF,特高頻）3-30G10-1cm毫米波（EHF,極高頻）30-300G10-1mm亞毫米波（EHF,超極高頻）300-3000G1-0.1mm注：公司現(xiàn)在主要生

3、產(chǎn)的產(chǎn)品的工作頻率，大致有三個(gè)波長(zhǎng)端：1、450MHz 2、900MHz 3、1800-2100MHz5 微波理論知識(shí)微波常用頻段：6 微波理論知識(shí)微波特點(diǎn)： 由于微波具有頻率高、頻帶寬、信息量大、抗低頻干擾的特點(diǎn)，隨著人們對(duì)無線電頻譜空間需要的不斷增長(zhǎng)，使微波獲得了極為廣泛的應(yīng)用，遍及國防建設(shè)、科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。 微波的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域是雷達(dá)和通信7常用微波器件1、微波器件分類：A、按端口數(shù)量分：、單端口，、雙端口，、三端口，、多端口B、按電路類型分： 、有源，、無源C、按功能、作用分：、連接元件，、終端元件，、匹配元件，、衰減與移相元件， 、分路元件，、濾波元件等等 微

4、波理論知識(shí)8濾波器定義： 廣義上：凡是具有能力進(jìn)行信號(hào)處理的裝置都可以稱為濾波器。 用來分開及組合不同頻率，選取需要的信號(hào)頻率，抑制不需要的信號(hào)頻率的微波器件。 主要功能是作為各種電信號(hào)的提取、分隔、抑止干擾。 微波理論知識(shí)9濾波器分類： 濾波器分為有源和無源二大類，由于無源濾波器不需電源、承受功率大、不易產(chǎn)生干擾、穩(wěn)定、可靠、適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。 按構(gòu)成元件不同最常見的有：RC濾波器、LC濾波器、陶瓷濾波器、晶體濾波器、機(jī)械濾波器、聲表面波濾波器，還有螺旋濾波器、介質(zhì)濾波器、同軸濾波器等。 濾波器按其主要特性可分為：帶通、帶阻、高通、低通、可變通帶等濾波器。 濾波器按其功能可以

5、分為：中頻濾波器、邊帶濾波器、話路濾波器、線性相移濾波器、相位恒定濾波器、相位配對(duì)濾波器、電源濾波器等。 微波理論知識(shí)10雙工器定義： 有接收濾波器和發(fā)射濾波器兩部分組成，并且在天線端口將兩路合并為一路，這樣可以使信號(hào)的接收和發(fā)射共用一根天線和饋線。 這樣可以使信號(hào)的接收和發(fā)射共用一個(gè)天線和饋線，節(jié)約成本。 微波理論知識(shí)11 定向耦合器一般屬于四端口網(wǎng)絡(luò)，它有輸入端、直通端、耦合端和隔離端，分別對(duì)應(yīng)左圖所示的1、2、3和4端口。 定向耦合器的主要技術(shù)指標(biāo)有耦合度、隔離度(或方向性)、輸入駐波比和工作帶寬。 微波理論知識(shí)12常用名詞：中心頻率 帶通或帶阻濾波器兩個(gè)截止頻率的幾何平均值。通常情況可

6、用算術(shù)平均值計(jì)算。截止頻率 相對(duì)損耗達(dá)到某規(guī)定值的通帶邊緣頻率。頻率溫度系數(shù) 指在給定溫度范圍例內(nèi)，單位溫度變化引起的濾波器頻率的相對(duì)變化量通帶寬度 通帶兩截止頻率間的頻率間隔，其值等于兩截止頻率之差。通帶波動(dòng) 通帶內(nèi)某一規(guī)定頻段損耗的最大變化值插入損耗 通頻帶內(nèi)濾波器的輸入電壓和輸出電壓之比 微波理論知識(shí)13常用名詞：TX -發(fā)射端 RX -接收端 ANT -天線端LNA低噪聲放大器 微波理論知識(shí)14濾波器在基站中的作用15帶通濾波器理論帶通濾波器的波形S參數(shù)反映產(chǎn)品的通過信號(hào)和反射信號(hào)的大小S12：Port2的輸出功率與Port1的輸入功率 的比值。 例如：假設(shè)輸出功率為輸入功率的 90

7、則S12的對(duì)數(shù)表示為： LOG（S12）10Log（0.9）-0.45 即此時(shí)該頻點(diǎn)的衰減為-0.45dBS11：反射回Port1的功率與Port1的輸出功 率的比值。 例如：假設(shè)輸出功率為輸入功率的1 則S11的對(duì)數(shù)表示為： LOG（S11）10Log（0.01）-20 即此時(shí)該頻點(diǎn)的回波為-20dB16帶通濾波器的波形 整個(gè)濾波器的響應(yīng)，可以理解為由n（n為濾波器腔數(shù)）個(gè)相關(guān)聯(lián)的單腔諧振，通過一定的組合構(gòu)成。如左上圖虛線表示。 除兩個(gè)抽頭腔外的每個(gè)諧振腔，形成一個(gè)在通帶內(nèi)的諧振峰，諧振峰之間通過不同大小的窗口耦合，排列在通帶內(nèi)的不同位置，形成通帶。 左下圖為濾波器的回波草圖。對(duì)于帶通濾波器

8、，有幾個(gè)諧振腔（包括兩個(gè)抽頭腔）就會(huì)在通帶內(nèi)形成幾個(gè)傳輸極點(diǎn)（即對(duì)應(yīng)的圖中紅色圓圈內(nèi)的波谷）。 回波與駐波相對(duì)應(yīng)，回波曲線中的波谷，對(duì)應(yīng)在駐波曲線中，也是一個(gè)波谷。17帶通濾波器的工作原理原始信號(hào)濾波器響應(yīng)濾波后的信號(hào)18帶通濾波器的主要電氣參數(shù)1. 帶外抑制：帶外抑制指，濾波器在工作頻段以外的頻點(diǎn)處對(duì)信號(hào)的衰減。 濾波器抑制主要由腔數(shù)決定。腔數(shù)越多帶外抑制越好，同時(shí)插損也越大； 上圖為不加飛桿的濾波器響應(yīng)，左、右圖分別為5腔和7腔的響應(yīng)。對(duì)比二圖可以明顯看出：7腔響應(yīng)的帶外抑制優(yōu)于5腔響應(yīng)；7腔響應(yīng)的中心頻點(diǎn)的插損為-1.17dB，5腔響應(yīng)的中心頻點(diǎn)插損為-0.7dB。19帶通濾波器的主要電

9、氣參數(shù)2. 通帶帶寬：濾波器的帶寬指滿足插損要求的最大通帶頻率寬度。帶寬根據(jù) 客戶的要求而定。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上要將帶寬適當(dāng)拓寬，以保證濾波器在不 同工作環(huán)境下都能滿足客戶指標(biāo)。帶寬拓寬越多，在標(biāo)準(zhǔn)頻點(diǎn)的插損越小，同時(shí)帶外抑制也會(huì)變小。3. 傳輸零點(diǎn)：理論上抑制無限大的頻點(diǎn)。濾波器中加入不同結(jié)構(gòu)的飛桿，就能在通帶外加入傳輸零點(diǎn)。下圖為不加飛桿和加入兩個(gè)感飛后的濾波器響應(yīng)。加入零點(diǎn)后，通帶有零點(diǎn)的一邊抑制增強(qiáng)，另一邊抑制有所減弱，同時(shí)通帶靠近零點(diǎn)的邊頻插損增大。20帶通濾波器的主要電氣參數(shù)4. 插入損耗：插入損耗簡(jiǎn)稱插損，指模塊置入系統(tǒng)后，對(duì)工作頻段信號(hào)引入 的衰減。影響插損的因素除了上面提到的腔數(shù)

10、和帶寬外，還受單腔尺寸的 影響。濾波器的單腔尺寸越大，工作中每個(gè)腔能夠儲(chǔ)存的能量越多，損耗 越小。5.相位和群時(shí)延：電磁波信號(hào)通過濾波器，在相位上和時(shí)間上都會(huì)出現(xiàn)延遲。在功率放大器中，為了實(shí)現(xiàn)功率/信號(hào)上的合成或相消，就需要調(diào)整某一路信號(hào)的相位/群時(shí)延。如果僅用傳輸線來實(shí)現(xiàn)，則50納秒的時(shí)延就需要用16.3米傳輸線，而使用帶通濾波器，只需要5腔就可以實(shí)現(xiàn)。21帶通濾波器的結(jié)構(gòu) 通常的帶通濾波器具有左圖所示的結(jié)構(gòu)： 抽頭：將外部輸入信號(hào)饋入濾波器或者將經(jīng)過濾波器的信號(hào)導(dǎo)出。 諧振腔：形成通帶內(nèi)的諧振點(diǎn)； 耦合窗口：在諧振腔之間傳輸電磁信號(hào)，同時(shí)調(diào)整成不同的耦合度，以滿足濾波器設(shè)計(jì)的需要； 感飛，

11、容飛，對(duì)稱飛：形成通帶外的傳輸零點(diǎn)（即抑制點(diǎn)）22濾波器抽頭模型 抽頭為帶通濾波器的饋電裝置。其結(jié)構(gòu)關(guān)系到饋電強(qiáng)度，以及與外部接口的匹配 對(duì)于同軸諧振器帶通濾波器，必須將輸入/輸出端的抽頭都設(shè)計(jì)到位，才能保證通帶駐波較小。不合理的抽頭設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致輸入能量較多被反射，S11較大，駐波調(diào)不下來，通帶插損增大。23諧振器模型左圖為單個(gè)諧振腔的電場(chǎng)模型及其等效電路原理圖。圖為不帶圓盤的諧振桿的圓腔諧振器，諧振桿頂部與蓋板形成的電容，可以理解成等效電路中的端接電容。等效電路中的諧振頻率計(jì)算公式為： 為諧振桿加入圓盤，相當(dāng)于加大了端接電容，圓盤越大，電容越大，諧振頻率越低； 同樣加入調(diào)諧螺桿，也相當(dāng)于加大

12、端接電容，螺桿進(jìn)得越深，端接電容值越大，諧振頻率越低。 所以，將所有的調(diào)諧螺桿往里進(jìn)，則濾波器通帶低偏。24兩個(gè)諧振器的耦合模型 左上圖為兩個(gè)圓形諧振腔相互耦合的電場(chǎng)分布模型。 電磁場(chǎng)通過諧振腔之間的窗口耦合；耦合螺桿的加入，“吸引”電力線向螺桿集中，從而加強(qiáng)兩相鄰腔的耦合效果。 每個(gè)諧振腔有各自的諧振頻率，當(dāng)相鄰的兩個(gè)腔發(fā)生耦合時(shí)，其諧振頻率相互“排斥”，耦合越強(qiáng)，“排斥”效果越明顯，如左下圖所示。 所以，若將所有的耦合螺桿都往里進(jìn)，則通帶帶寬變寬。 25帶通濾波器的飛桿容飛結(jié)構(gòu)感飛結(jié)構(gòu) 右上圖的感飛/容飛位置上，若加入容飛結(jié)構(gòu)則實(shí)現(xiàn)容飛，加入感飛結(jié)構(gòu)則實(shí)現(xiàn)感飛； 右下圖的對(duì)稱飛位置上加入容

13、飛結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)稱飛，加入感飛結(jié)構(gòu)不能形成零點(diǎn)。 調(diào)試中，感飛太強(qiáng)/弱，可以通過勾/壓飛桿來改變飛桿強(qiáng)度；容飛或?qū)ΨQ飛太強(qiáng)/弱則需要打開蓋板，減短/加長(zhǎng)飛桿。26幾種傳輸零點(diǎn)圖為三種傳輸零點(diǎn)的響應(yīng)。傳輸零點(diǎn)可以增加相應(yīng)頻點(diǎn)的S12衰減。飛桿越強(qiáng)，則零點(diǎn)越靠近通帶；飛桿越弱，則零點(diǎn)越遠(yuǎn)離通帶。27帶通雙工器帶通雙工器為一個(gè)低頻端帶通濾波器和一個(gè)高頻端帶通濾波器合成；低頻端濾波器和高頻端濾波器會(huì)產(chǎn)生相互影響，產(chǎn)生影響的主要為天線端（ANT）的第一，第二個(gè)諧振腔；其影響可以通過合理設(shè)計(jì)抽頭來減弱。28低通濾波器*低通濾波器常作為帶通帶通濾波器的補(bǔ)充元件使用， 所有用微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的帶通濾波器，都會(huì)在通

14、帶的高頻端形成諧波，如左圖所示。在諧波位置，濾波器對(duì)帶外信號(hào)的抑制不能滿足系統(tǒng)要求。因此，為了改善濾波器的遠(yuǎn)端抑制，就需要為帶通濾波器串接一個(gè)低通濾波器，響應(yīng)如右圖。29低通濾波器 左圖為串接低通后的帶通濾波器響應(yīng)。可見，串接后濾波器的遠(yuǎn)端諧波被抑制，而通帶響應(yīng)并未收到大的影響。 右圖為現(xiàn)在常用的同軸高低阻抗線低通濾波器的內(nèi)導(dǎo)體組件。30耦合器理論 定向耦合器一般屬于四端口網(wǎng)絡(luò)，它有輸入端、直通端、耦合端和隔離端，分別對(duì)應(yīng)左圖所示的1、2、3和4端口。定向耦合器的主要技術(shù)指標(biāo)有耦合度、隔離度(或方向性)、輸入駐波比和工作帶寬。 耦合度C定義為輸入端的輸入功率P1與耦合端的輸出功率P3之比的分貝

15、數(shù)，即：(dB)耦合度的分貝數(shù)愈大耦合愈弱。隔離度D定義為輸入端的輸入功率P1與隔離端的輸出功率P4之比的分貝數(shù)，即(dB)理想情況下，隔離端應(yīng)無輸出功率，隔離度為無限大。實(shí)際上常有極小部分功率從隔離端輸出。方向性是耦合端輸出功率P3與隔離端的輸出功率P4之比，即：31微帶線耦合器左圖為幾種微帶耦合器結(jié)構(gòu)：耦合度大小與兩條傳輸線之間的距離有關(guān)，距離越近則耦合越強(qiáng)；隔離度主要取決于所采用的耦合器結(jié)構(gòu)。左圖的前四種結(jié)構(gòu)為改良后的平行耦合線結(jié)構(gòu)，能比一般的耦合線實(shí)現(xiàn)更大的隔離度；后兩種結(jié)構(gòu)為分支定向耦合器，可以更容易實(shí)現(xiàn)較寬的帶寬。在調(diào)試中，常常通過刀刻或者貼箔片來改變兩傳輸線的距離，從而調(diào)節(jié)耦合度

16、。32帶狀線耦合器圖為帶狀線耦合器的測(cè)試響應(yīng)及其模型；帶狀線耦合器在產(chǎn)品中也常用到，它的特點(diǎn)是承受功率較大，損耗較??；類似與微帶耦合器，帶狀線耦合器的調(diào)試方法，也是用刀刻或者貼箔片，加焊錫。另外，產(chǎn)品中常用到的主副桿耦合器，也屬于帶狀線耦合器。不同點(diǎn)在于它將帶狀線耦合器中的薄片換成了金屬圓桿。33功分/合路器理論 左圖是微帶三端口功分器原理圖。信號(hào)由1端口輸入，分別經(jīng)過兩段微帶線從2和3端口輸出，負(fù)載電阻分別為R2及R3。 兩段傳輸線之間沒有耦合，在傳輸線的末端加入平衡電阻，保證它們之間有足夠的隔離。功分器應(yīng)滿足下列條件：2端口與3端口的輸出功率比可為任意指定值；理論上1端口無反射； 2端口與

17、3端口的輸出電壓等幅、同相。 34常見的幾種功分器外形圖中為幾種常見的功分器的外形。通常產(chǎn)品中用到的功分器為一分二的等分功分器，由數(shù)個(gè)一分二等分功分器，可以構(gòu)成一分四，一分八等 等分功分器；功分器主要的指標(biāo)：輸出端口與輸入端口的功率比值（dB表示），二等分功分器輸出功率：兩個(gè)輸出端口之間的輸出功率比值（dB表示）：35低噪聲放大器LNA部件知識(shí)培訓(xùn)LNA在移動(dòng)通信中的位置及功能甚小口徑衛(wèi)星通信(VSAT) Ku-BandLNA功能描述LNA結(jié)構(gòu)形式及其優(yōu)缺點(diǎn)LNA的基本指標(biāo)及其含義36 一. LNA在移動(dòng)通信中的位置及功能37383940甚小口徑衛(wèi)星通信(VSAT) C-Band41甚小口徑衛(wèi)

18、星通信(VSAT) Ku-Band42DVCLNA功能描述LNA對(duì)從天線接收來的小信號(hào)進(jìn)行放大,并帶入盡量小的噪聲 . 43二. LNA結(jié)構(gòu)形式及其優(yōu)缺點(diǎn) 1. 單路結(jié)構(gòu). 2. 雙路平衡結(jié)構(gòu) . 可靠性要求較高的接收系統(tǒng)中多采用雙路平衡結(jié)構(gòu).兩個(gè)單路結(jié)構(gòu)的LNA加兩個(gè)3dB耦合器可以組成一個(gè)雙路平衡結(jié)構(gòu) 的LNA. 3. 帶旁路保護(hù)的LNA.44三種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)雙路平衡結(jié)構(gòu)的LNA的可靠性高.即使壞掉一路不至于整個(gè)通路的信號(hào)斷掉,另外一路還可以用, 但是性能變差.雙路平衡結(jié)構(gòu)的LNA在兼顧輸入/輸出匹配的同時(shí), NF也能做到很好. 能夠減小元器件不一致所帶來的影響. 好設(shè)計(jì), 好生產(chǎn).雙路平

19、衡結(jié)構(gòu)的LNA的線性范圍比單路結(jié)構(gòu)的LNA大3dB .單路結(jié)構(gòu)的LNA的成本比雙路平衡結(jié)構(gòu)的LNA的成本低很多,一般只有雙路平衡結(jié)構(gòu)的LNA的成本的30%50%.單路結(jié)構(gòu)的LNA在可靠性要求不高,且輸入/輸出匹配要求也不高的情況下,NF可以做到比雙路平衡結(jié)構(gòu)的LNA的NF低0.050.12dB.但是難設(shè)計(jì),難生產(chǎn).帶旁路保護(hù)的LNA的優(yōu)點(diǎn):一是在LNA全壞掉的情況下保持通信鏈路信號(hào)暢通;二是在接收來的信號(hào)過大的時(shí)候,能即時(shí)保護(hù)LNA.它的缺點(diǎn)是:成本增加,且犧牲比較多的NF . 45雙路平衡結(jié)構(gòu)/帶旁路保護(hù)的LNA 框圖46雙路平衡結(jié)構(gòu)/帶旁路保護(hù)的LNA的PCB外觀4748三. LNA的基本

20、指標(biāo)及其含義工作頻率Operational Frequency Range (BW)噪聲系數(shù) NF增益 G帶內(nèi)增益波動(dòng) G輸入/輸出回波損耗 RL (電壓駐波比 VSWR/ 反射系數(shù))1dB壓縮點(diǎn) P-1dB 三階截點(diǎn) OIP3/IIP3增益調(diào)整步進(jìn)及步進(jìn)精度穩(wěn)定性 (穩(wěn)定系數(shù)K)特性阻抗(50) 端口隔離度/端口之間的增益平衡性(帶功分器輸出的LNA)最大的無損壞輸入功率.供電電壓 V 及 電流 I (電流門限)49NF 噪聲因數(shù)的定義: F = (輸入的信噪功率比)/ (輸出的信噪功率比) 即F=(Si/Ni)/(So/No)Si So分別為輸入,輸出的信號(hào)功率; Ni No分別為輸入,輸

21、出的噪聲功率. 噪聲系數(shù)是以dB表示的噪聲因數(shù): NF(dB) = 10LogF級(jí)聯(lián)放大器的總噪聲因數(shù)公式: Ft= F1+(F2-1)/G1+(F3-1)/G1*G2+(Fn-1)/(G1*G2Gn) NFt(dB) = 10LogFt50級(jí)聯(lián)放大器的總噪聲NF計(jì)算例 :兩個(gè)噪聲系數(shù)分別為NF1=0.6 dB Gd1 =20 dB , NF2=2.0 dB Gd2 =10 dB的放大器級(jí)聯(lián)之后的噪聲系數(shù)是多少?解: 0.6(dB) = 10LogF1 20(dB) = 10LogG1 F1= 1.15 G1 =100 2.0(dB) = 10LogF2 10(dB) = 10LogG2 F2

22、= 1.58 G2=10 Ft= F1+(F2-1)/G1 =1.15+(1.58-1)/100 =1.1558 NFt= 10Log1.1558 ( 若 Gd1=10 dB, NFt =10Log1.208 =0.82 dB ) =0.63 dB 51結(jié)論:級(jí)聯(lián)放大器的總噪聲主要取決于第一級(jí)放大器的噪聲;第一級(jí)放大器的增益越大,后級(jí)對(duì)噪聲的影響就越小.52增益 G 與帶內(nèi)增益波動(dòng) G增益：分為電壓增益和功率增益。放大器的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓之比稱為放大器的電壓增益Av，習(xí)慣上對(duì)其取20Lg Av (dB) ，用分貝表示。輸出信號(hào)功率與輸入信號(hào)功率之比稱為放大器的功率增益Ap，也可用10

23、Lg Ap (dB) ，用分貝表示。由于半導(dǎo)體的制造技術(shù)及工藝上的原因,放大器的增益在不同的頻率上增益是不同的.所以在一段頻率上放大器的增益是有波動(dòng)的.我們稱為帶內(nèi)增益波動(dòng) G. G=G帶內(nèi)MAX -G帶內(nèi)MIN53輸入/輸出回波損耗 RL (電壓駐波比 VSWR/ 反射系數(shù))電壓反射系數(shù)=V反/V入=(ZL-Z0)/ (ZL+Z0) ( Z0= 50) 回波損耗 RL=-20Logll (dB)電壓駐波比 VSWR=(1+ll )/ (1-ll )541dB壓縮點(diǎn) P-1dB放大器的1dB壓縮點(diǎn)：每個(gè)放大器都有一個(gè)線性工作區(qū)。輸入的信號(hào)太大或者太小都會(huì)讓放大器脫離線性工作區(qū)。當(dāng)輸入的信號(hào)不斷

24、增大，增大到剛進(jìn)入非線性區(qū)時(shí)，放大器的增益不再是一個(gè)恒定的值，它會(huì)隨著輸入的信號(hào)增大而減小，這種現(xiàn)象稱之為增益壓縮。放大器的增益壓縮1dB時(shí)的輸出(輸入)功率稱為放大器的輸出(輸入)1dB壓縮點(diǎn)。55三階截點(diǎn) OIP3/IIP3IP3: 三階截點(diǎn)( 3rd-order intercept point簡(jiǎn)稱IP3 ) ，在射頻系統(tǒng)中，是一個(gè)衡量線性度的非常重要的指標(biāo)，一般教材均給出單個(gè)器件或系統(tǒng)的,但給出的物理意義較為抽象。一般參考資料均給出了的數(shù)學(xué)定義： W1 W2 為單音信號(hào)的功率，IMD3為A1(A2)與B1(B2)之差值，圖一給出了詳細(xì)描述。 圖一：等幅雙音信號(hào) 及 三階分量關(guān)系圖 IMD

25、3=A1-B1=A2-B2OIP3=IIP3+GIMD3 (dBm) = Pin1 (dBm)+ 2Pin2 (dBm) 2IIP3 (dBm) + G (dB) （5） = 2Pin1 (dBm)+ Pin2 (dBm) 2IIP3 (dBm) + G (dB) （6）1222-121-2A1A2B2B156增益調(diào)整步進(jìn)及步進(jìn)精度我們現(xiàn)在用的數(shù)字衰減分為0.5dB步進(jìn)和1.0dB步進(jìn) 0.5dB步進(jìn)的步長(zhǎng)分為 : 0.5dB 1.0dB 2.0dB 4.0dB 8.0dB 1.0dB步進(jìn)的步長(zhǎng)分為 : 1.0dB 2.0dB 4.0dB 8.0dB 16.0dB 步進(jìn)精度=第N步的值 - 第

26、N+1步的值 衰減精度=實(shí)際衰減的值 - 設(shè)置的衰減值57數(shù)字衰減舉例 Frequency Range : DC 6.0 GHz Insertion Loss : 1.0 0.4-2.2GHz Attenuation Range: 0.25 15.75 dB Return Loss (Input / Output) : 23 / 23 dB 0.4-2.2GHz Attenuation Accuracy : (0.2 + 2%) -2.2GHz Typical step Error : +/-0.05 dB 0.4-2.2GHz Input P0.1 dB Compression : +28

27、dBm 0.4-2.2GHz Input IP3 : +45 dBm 0.4-2.2GHz 這里順便講一下 dB 與 dBm ， dBW dB=Log a dBm =Log a (mW) dBW =Log a (W) 58穩(wěn)定性 (穩(wěn)定系數(shù)K)穩(wěn)定性: 放大器工作在不同的環(huán)境下（如高溫，低溫，濕熱等），工作點(diǎn)（直流偏置）會(huì)產(chǎn)生劇烈的變化，晶體管本身的參數(shù)，元件的參數(shù)也都會(huì)產(chǎn)生變化。但是這些變化都應(yīng)該限制在允許的范圍內(nèi)。通常如果放大器的穩(wěn)定性不好，在惡劣的情況下，放大器可能產(chǎn)生自激，此時(shí)放大器完全失去放大功能。穩(wěn)定系數(shù)K: 理論上所有頻點(diǎn)上的K 1, 放大器是絕對(duì)穩(wěn)定的. 1 ( ) (1) (

28、2) (3) 59特性阻抗(50)LNA的輸入/輸出阻抗要按特性阻抗來設(shè)計(jì).越接近特性阻抗回波越好.微帶線的阻抗設(shè)計(jì):手工計(jì)算太復(fù)雜,現(xiàn)在基本上都是用專用軟件來計(jì)算.60功分器端口隔離度/端口之間的增益平衡性(帶功分器輸出的LNA)功分器端口隔離度(dB)=S21=S12功分器端口之間的增益平衡性就是指任意兩端口的增益/插損之差.61典型產(chǎn)品介紹ZXC10 DFL1（11M）移動(dòng)通信基站所用的雙工器 62ZXC10 DFL1（11M）雙工器組成 雙工濾波器DFL由兩路獨(dú)立的雙工器、濾波器以及各自的低噪放子系統(tǒng)組成，雙工濾波器的單元系統(tǒng)原理框圖如下圖所示。由LNAPOWER_1/2電源以及ANT

29、1RX_1和ANT2RX_2通道，組成雙工濾波器DFL子單元的接收通帶，實(shí)現(xiàn)接收分集功能； RX_out預(yù)留為頻點(diǎn)擴(kuò)展端口；由PAANT1組成 雙工濾波器DFL子單元的發(fā)射通帶；由LNAALM1_I和LNAALM2_I組成DFL的LNA告警監(jiān)測(cè)單元。63電原理圖64第二章 材料生產(chǎn)工藝65生產(chǎn)工藝培訓(xùn)雙工器工藝流程圖機(jī)械工藝流程圖電裝工藝流程圖雙工器調(diào)試工藝LAN低噪聲放大器調(diào)試工藝66典型雙工器的工藝流程圖外購件機(jī)加工老化85 8小時(shí)電鍍飛桿線預(yù)制飛桿組件預(yù)制低通組件預(yù)制印制板預(yù)制諧振桿預(yù)制蓋板預(yù)制裝接插件、低通組件清潔功率三階互調(diào)檢驗(yàn)檢驗(yàn)外觀檢驗(yàn)檢驗(yàn)檢驗(yàn)電檢檢驗(yàn)包裝入庫清潔焊接裝印制板組件

30、裝蓋板組件測(cè)試整機(jī)電流電壓復(fù)調(diào)G初調(diào)、調(diào)LNA G裝諧振桿組件裝諧振桿、臺(tái)階裝壓飛桿組件 腔體焊接飛桿67電裝工藝流程圖68機(jī)械工藝流程圖69 雙工器、濾波器調(diào)試工藝的通用規(guī)范 1、目的 對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的調(diào)試過程進(jìn)行規(guī)定和控制，確保產(chǎn)品調(diào)試能夠滿足可靠性的要求，減少產(chǎn)品在調(diào)試崗位出現(xiàn)的問題，加強(qiáng)調(diào)試人員的自檢過程。用調(diào)試工序來防止問題的產(chǎn)生。 2、輸出要求 嚴(yán)格按照生產(chǎn)文件的指標(biāo)要求進(jìn)行調(diào)試，不得為提高調(diào)試速度而自行降低指標(biāo)；否則可能導(dǎo)致產(chǎn)品檢驗(yàn)不通過，更嚴(yán)重的是這樣的產(chǎn)品可能存在功率或者三階等方面的隱患，這些隱患很難被檢驗(yàn)出來，致使不合格產(chǎn)品出售給客戶，最終致使系統(tǒng)故障，客戶批量退貨。703、調(diào)

31、試流程及要求 31開機(jī)檢查儀表是否正常，工具是否齊備。 32每次在調(diào)不同產(chǎn)品前必須將儀表校準(zhǔn)。 33調(diào)試前確認(rèn)待調(diào)器件是裝配的合格品。 34在指標(biāo)沒有完全達(dá)到要求前扳手只要稍微帶緊螺帽，當(dāng)指標(biāo)完全滿足要求后，再來鎖緊螺桿，鎖緊螺桿時(shí)要注意不要將蓋板脫落的銀層等小物體帶到雙工器內(nèi)部。 35在調(diào)試或返修過程中如有開蓋板的情況，在合蓋板之前一定要目測(cè)檢查腔體內(nèi)部所有零件沒有任何性質(zhì)的損傷或破壞，更不得有異物，更改后的焊點(diǎn)，裝接全部要符合裝焊工藝的要求。 36調(diào)試中出現(xiàn)的波形異常（如螺桿偏心、連腔、波形抖動(dòng)，通帶跳躍等）等情況，要特別關(guān)注，并且直到問題的徹底根除。 37 用檢具檢查螺桿的高度是否達(dá)到產(chǎn)

32、品調(diào)試工藝規(guī)定的螺桿高度，并目測(cè)產(chǎn)品的緊固螺釘有無錯(cuò)裝或遺漏。 38 產(chǎn)品復(fù)調(diào)完后，調(diào)試人員要重點(diǎn)對(duì)雙工器、濾波器的螺桿逐個(gè)順序用扳手檢查，自檢螺桿都是否鎖緊 。71 螺桿的鎖緊標(biāo)準(zhǔn)力矩見下表：螺桿直徑力矩螺桿直徑力矩M42.0N.mM65.0N.mM53.75N .mM86.0N.m72LNA調(diào)試工藝 1. 調(diào)試環(huán)境條件:溫 度：1535；相對(duì)濕度：25%75%；氣 壓：86kPa106kPa；無強(qiáng)振動(dòng)源及強(qiáng)電磁場(chǎng).(無發(fā)射源,無輻射源)靜電防保環(huán)境 : 因?yàn)樗械姆糯笃?半導(dǎo)體器件)都是靜電敏感器件.732.調(diào)試前準(zhǔn)備工作開機(jī)前檢查儀表連線是否正確，調(diào)試夾具是否正常，工具是否齊備。 檢查電

33、源接口是否存在短路現(xiàn)象 操作時(shí)必須戴手套和防靜電手腕，并注意靜電防護(hù)： 檢查防靜電手腕、電烙鐵、網(wǎng)絡(luò)分析儀及直流穩(wěn)壓源的接地裝置是否與公共地線相連，連接是否牢靠。743.調(diào)試注意事項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)分析儀 的功率必須-20 dBm ,如果LNA的G在 30 dB- 40 dB時(shí),網(wǎng)絡(luò)分析儀 的功率必須設(shè)置為-30 dBm .調(diào)試的整個(gè)過程中，應(yīng)簡(jiǎn)潔，減少反復(fù)的次數(shù)并不可用手直接接觸印制板，在調(diào)試過程中放大器外觀不得有任何損傷。調(diào)試過程中必須使用電烙鐵時(shí)，電烙鐵必須接地良好。并先將LNA與網(wǎng)絡(luò)分析儀的所有連接電纜斷開,再將LNA供電全部斷開。如調(diào)試時(shí)有觸電的感覺，則應(yīng)立即停止調(diào)試，檢查防靜電手腕、網(wǎng)絡(luò)分析儀

34、還是電烙鐵未接地。調(diào)試時(shí)不準(zhǔn)打手機(jī).(會(huì)影響測(cè)試結(jié)果)754.調(diào)試及測(cè)試方法4.1 輸入/輸出端口駐波比調(diào)試/測(cè)試：給LNA供上電源,將儀器與被測(cè)件的ANT和RX口連接好，讀取接收頻帶內(nèi)的駐波比該值應(yīng)滿足指標(biāo)要求，如不滿足指標(biāo)要求，就將其作為故障品進(jìn)行維修處理(IPC要求)4.2 增益及增益波動(dòng)的測(cè)試和調(diào)試：給被測(cè)件供上電源,將儀器與被測(cè)件的ANT和RX口連接好，空余端口接50 負(fù)載，調(diào)試更換衰減器的中間電阻的電阻值,電阻值增加1 , 增益就下降0.1dB .使接收頻帶內(nèi)增益值滿足指標(biāo)要求 不滿足指標(biāo)要求, 則作為故障品進(jìn)行返修處理。764.3 隔離度調(diào)試給LNA供上電源.將儀器與被測(cè)件的兩個(gè)

35、RX口連接好,將ANT端口接50負(fù)載. 讀取S參數(shù)其值應(yīng)滿足指標(biāo)要求如不能滿足要求，就將其作為故障品進(jìn)行維修處理4.4 輸入P-1dB的測(cè)試.P1dB壓縮點(diǎn)的測(cè)試:網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出功率設(shè)置為-20，給LNA供上電源.將網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出口與被測(cè)件的ANT口連接好,其輸入口(也就是LNA的輸出端口)接上-15dB(5W)的同軸衰減器之后再與被測(cè)件的RX口連接.慢慢加大網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出功率,直到增益下降1dB為止,這時(shí)網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出功率為輸入P-1dB. 如不滿足指標(biāo)要求，則作為故障品進(jìn)行返修處理.774.5 噪聲指標(biāo)的測(cè)試：將噪聲儀表N8974A/ N8973A的帶寬設(shè)置為比要求的工作帶寬4z ,

36、掃描點(diǎn)數(shù)設(shè)為31(或51). BW設(shè)置成1M進(jìn)行校驗(yàn)，平均設(shè)置為4次,并打開平均功能.被測(cè)件供上電源,然后連接測(cè)件的ANT和RX口測(cè)試,如不滿足指標(biāo)要求，則作為故障品進(jìn)行返修處理。4.6 最大的無損壞輸入功率測(cè)試 LNA的輸入接小功率的功放(1W-2W), LNA的輸入接功率記 .調(diào)節(jié)信號(hào)源使功放的功率達(dá)到要求之后,輸入給放大器,一段時(shí)間(按具體要求)后,關(guān)掉功放,取出放大器進(jìn)行NF, G , VSWR測(cè)試,檢驗(yàn)LNA的指標(biāo)是否還是合格的.4.7 增益調(diào)整步進(jìn)及步進(jìn)精度測(cè)試 步進(jìn)精度=第N步的增益值 - 第N+1步的增益值 衰減精度=實(shí)際衰減的值 - 設(shè)置的衰減值 78LNA的 GAIN VS

37、WR NF K值仿真結(jié)果79 LNA 的NF 仿真結(jié)果80NF測(cè)試結(jié)果.(帶開關(guān)) 8182K值仿真結(jié)果83K值仿真結(jié)果84RX path(帶Filter)85NF of RX path86RX1 RX1ext and RX2 RX2ext Isolation 87高溫NF 的測(cè)試連接及說明高低溫測(cè)試DVTD的NF時(shí),為了保護(hù)Noise source , Noise source 沒有放入高溫箱. 而是在Noise Source 與 ANT之間加了一條電纜. 電纜的插入損耗為0.45dB .所以 NF的真實(shí)值(dB )=此時(shí)NF的測(cè)試值(dB )- 0.45 dB 88NF of RX pat

38、h89低溫NF 的測(cè)試連接及說明高低溫測(cè)試DVTD的NF時(shí),為了保護(hù)Noise source , Noise source 沒有放入高溫箱. 而是在Noise Source 與 ANT之間加了一條電纜. 電纜的插入損耗為0.45dB .所以 NF的真實(shí)值(dB )=此時(shí)NF的測(cè)試值(dB )- 0.45 dB90NF of RX path91重點(diǎn)案例分析: 放大器的增益需要調(diào)整的原因 先看下面三臺(tái)放大器的增益數(shù)據(jù):ATF-192ATF-293ATF-394a.放大器器件本身的增益的不一致性決定了放大器需要調(diào)整增益.b. 電感電容的公差(器件的精度)對(duì)放大器的增益影響非常大. 怎樣做到減少放大器

39、的增益調(diào)試呢?減小帶內(nèi)的增益波動(dòng)選用精度高的放大管;選用精度高的電容電阻電感.(在成本允許的情況下)加溫補(bǔ)衰減器.(每個(gè)放大器成本增加4-6$)用程序控制數(shù)字/壓控衰減器來對(duì)增益進(jìn)行調(diào)整.95A PC D產(chǎn)品關(guān)鍵工序中興通訊的要求內(nèi)控指標(biāo)質(zhì)量目標(biāo)第六章 QC工程圖96PDCA中：A- 目的之一（持續(xù)改進(jìn)）D- 唯一的途徑P- 最重要、最容易出錯(cuò)（策劃）C- 只是一種手段“質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來的、質(zhì)量是制造出來的、質(zhì)量是管理出來的” 錢學(xué)森過程只有在穩(wěn)定狀態(tài)（統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)）和有效的前提 下，才能實(shí)現(xiàn)改進(jìn)；制造過程的改進(jìn) 關(guān)注過程參數(shù)的改進(jìn)；在于預(yù)防缺陷、控制變差、減收浪費(fèi)。97關(guān)鍵工序說明1.每種產(chǎn)品

40、的電氣指標(biāo)，都是該產(chǎn)品是否合格的最重要的判定標(biāo)準(zhǔn)。是客戶規(guī)定的最重要的性能要求2.產(chǎn)品的電氣指標(biāo)是該產(chǎn)品最難控制的，現(xiàn)階段很難通過其他工藝方法來滿足的3.每種產(chǎn)品的電氣指標(biāo)是通過調(diào)試來保證的所以將“調(diào)試”作為雙工器的關(guān)鍵工序。98關(guān)鍵工序及控制濾波器關(guān)鍵工序及控制方法明細(xì)表99雙工濾波器關(guān)鍵工序及控制方法明細(xì)表100雙工濾波器關(guān)鍵工序及控制方法明細(xì)表101材料檢驗(yàn)規(guī)范通用鍍金層質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程鍍?nèi)辖鹆慵儗淤|(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程鍍銀層質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程鍍鉻、鎳、銅、鋅及導(dǎo)電氧化檢驗(yàn)規(guī)程零件表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)抽樣標(biāo)準(zhǔn)倉庫原材料及成品質(zhì)量重檢規(guī)定出貨檢驗(yàn)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)化公差表機(jī)械加工半成品和成品檢驗(yàn)規(guī)程機(jī)械進(jìn)料檢驗(yàn)規(guī)程小批量

41、生產(chǎn)檢驗(yàn)規(guī)程腔體毛刺重點(diǎn)部位控制102材料檢驗(yàn)規(guī)范電鍍件進(jìn)貨檢驗(yàn)規(guī)程鐵氧化、永磁體、螺釘、電阻、粘膠劑進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程絕緣子進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程包裝材料進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程客供品進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程銅及銅合金拉制棒進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程鋼板進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程電纜線進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程黃銅帶進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程合金鋁棒進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程磁溫度補(bǔ)償合金進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)貨驗(yàn)證規(guī)程103半成品檢驗(yàn)規(guī)范接插件半成品檢驗(yàn)規(guī)程(1-12)電纜半成品檢驗(yàn)規(guī)程隔離器半成品檢驗(yàn)規(guī)程合路器半成品檢驗(yàn)規(guī)程合路器半成品檢驗(yàn)規(guī)程（1）負(fù)載半成品檢驗(yàn)規(guī)程單結(jié)隔離器半成品檢驗(yàn)規(guī)程169合路器半成品檢驗(yàn)規(guī)程104產(chǎn)品零件、部件外觀質(zhì)量要求A級(jí)表面-用戶使用、操作及日常維護(hù)時(shí)能直接

42、正視到的裝飾性表面(如粉末噴涂、涂料涂覆、鍍金及裝飾鉻等)。B級(jí)表面-用戶使用、操作及日常維護(hù)時(shí)不能正視到的裝飾性表面。C級(jí)表面-非裝飾性表面中的主要表面，用戶使用、操作及日常維護(hù)時(shí)能經(jīng)常直接正視到的表面。D級(jí)表面-非裝飾性的次要表面，用戶使用、操作及日常維護(hù)時(shí)很少看到的表面。E級(jí)表面-用戶使用及日常維護(hù)時(shí)看不到的無外觀要求的表面。金屬表面-包括金屬及金屬鍍覆層、化學(xué)鍍覆層和金屬壓鑄面等表現(xiàn)為金屬質(zhì)感的表面。拉絲面-是一種砂帶磨削加工面，通過砂帶對(duì)金屬表面進(jìn)行磨削加工，去除金屬表面缺陷，并形成具有一定粗糙度、紋路均勻的裝飾表面。基材花斑-金屬鍍覆和化學(xué)處理前因基體材料腐蝕、材料中的雜質(zhì)、或者材

43、料微孔等原因所造成的、與周圍材質(zhì)表面不同光澤或粗糙度的斑塊狀花紋外觀。105表. 典型零件（產(chǎn)品）外觀表面質(zhì)量等級(jí)及選擇106成品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)連接器成品檢驗(yàn)規(guī)程連接器成品檢驗(yàn)規(guī)程(1)連接器成品檢驗(yàn)規(guī)程(2)電纜成品檢驗(yàn)規(guī)程隔離器合路器負(fù)載成品檢驗(yàn)規(guī)程單結(jié)隔離器成品檢驗(yàn)規(guī)程接插件成品檢驗(yàn)規(guī)程107 ZXC10 DFL1（11M）雙工器產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 雙工器接收通帶技術(shù)指標(biāo)輸入/輸出阻抗： 50;通帶頻率： 824MHz835MHz；增益范圍: 30dB1dB（+1535） 30dB1.5dB（-4075）噪聲系數(shù)： 2.0dB（+1535） 2.4dB（-4075）ANT天線口駐波要求：1.3 RX端口駐波要求: 1.3帶外