技术文章 | 浅析单端口电缆损耗测量-九游会旧版

光纤在线编辑部  2022-08-04 11:02:13  文章来源:原文转载  

导读:安立技术文章解析:浅析单端口电缆损耗测量。

8/04/2022,光纤在线讯,在射频同轴天馈线系统中,电缆损耗是其中一个重要的测试项目。电缆损耗大小影响发射机的功率损耗,并会对系统的回波损耗产生不良的影响。

电缆损耗测量通常使用矢量,或者标量网络分析仪,也可以使用功率计测量。在现场测试中,由于线缆都是预先安装到位,而且长度为几米,甚至几十米。如果使用双端口的网络分析仪,则需要一根相同长度的馈线,同时还需要进行复杂的两端口tosl校准。这样既增加了测试成本,又降低了系统的动态范围。为了简化测量,提高测试效率,大部分的天馈线测试仪都提供了单端口电缆损耗测量功能。



单端口电缆损耗测试是基于回波损耗测量,在电缆远端连接开路器,在全反射状态下,通过反射信号在信号传输路径中的损耗计算得到(回波损耗/2)。如下图所示,由于路径中的多次反射,造成了曲线峰峰值过高,因此,常规的处理办法是自动取平均值作为该段线缆的损耗值。虽然此方法不论是在校准过程,还是测量结果分析都简化到了极致。但是,由于测试曲线的起伏过大,很难读取到准确的测量值,对于后期的数据分析非常不方便。为了解决这个问题,安立公司在天馈线测试仪中加入了双反射平均值法。这样即解决了曲线起伏变化过大问题,同时又提高了测量的准确度。




双反射平均值法,是将短路和开路两种全反射结果进行曲线运算,从而得到较为平滑,且起伏变化小的线缆损耗测试结果。根据传输线理论,终端开路和短路的反射信号,经过相同长度反射路径后,在输入端的相位差为180度。下图中,蓝色曲线是开路(open)状态,绿色曲线是短路状态(short),两条曲线相位差为180度。

具体测量步骤如下:
第一步,进行单端口校准。安立公司e系列天馈线测试仪支持icn50b电子校准件,可对单端口的匹配参数进行快速、准确的校准。同时,安立也提供传统的机械校准件系列,适合更多的应用场合需要。



第二步,将待测线缆在系统中断开,一端连接天馈线测试仪的rf out端,另外一端连接短路器(short),得到测试曲线,在trace菜单中,保存当前曲线到内存中。

第三步,取下短路器,连接开路器(open)。这里推荐使用实体开路器,而不是悬空,目的是防止外部同频信号进入系统,造成测量误差。选择(trace memory)/2,计算得到(open short)/2的结果,得到待测线缆的插入损耗值。如下图所示,绿色和蓝色曲线分别是开路和短路两种全反射状态下的测试曲线。红色曲线为计算后得到的电缆损耗曲线。在1.8g 到2.1g频段内,插入损耗值从-1.6db到-1.9db,并且电缆损耗起伏减小很多。



为了进一步验证此方法的测试准确度。选取一根2m长的射频同轴电缆,分别用两端口矢量网络分析和单端口天馈线测试仪进行测量,比较两者的测试结果。

两端口vna能够进行12项误差的修正,经过校准后,我们得到这根电缆在1.8g到2.1ghz频段内的插入损耗值。然后使用site master的单端口双反射平均法测量该电缆的插入损耗。如下图所示,从测量结果比对看到,两种方式,从损耗的变化趋势,以及绝对测量数值比较,都是非常相近。完全满足现场测试的精度要求。




在天馈线系统维护中,使用单端口双反射均值法的电缆损耗测试,能够准确测量传输线的传输损耗。同时,由于进行了单端口校准(osl),减少了端口的多次反射,降低了迹线噪声。而且,在不断开测试端口情况下,仅更换终端为匹配负载,便可同时测量传输线的驻波比(或回波损耗)等参数。这样,在保证测试精度的同时,即简化了仪表操作难度,又提高了测试效率。

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