功率传输,功率反射之间的换算表

射频参数1.回波损耗又称反射损耗,是电缆线路由于阻抗不匹配所产生的反射,是一对线自身的反射。

不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方。

回波损耗是传输线端口的反射功率与入射波功率之比，以对数形式来表示,单位是dB，一般是负值，其绝对值可以成为反射损耗。

回波损耗= —10 lg ［（反射功率)/（入射功率)］2.反射系数反射波和入射波电压之比回波损耗= 20｜lg（反射系数Γ)|3.驻波比全称电压驻波比,又名VSWR或SWR，英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。

指驻波波腹电压与波谷电压幅度之比，又称驻波系数、驻波比.驻波比为1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配，此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗；驻波比为无穷大时表示全反射，能量完全没有辐射出去.驻波比会随着频率而改变在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波谷。

其它各点的振幅值则介于波腹与波谷之间。

这种合成波称为行驻波.驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波谷处的电压幅值Vmin之比驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。

如果SWR 的值等于1, 则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去,这是最理想的情况.如果SWR 值大于1，则表示有一部分电波被反射回来,最终变成热量，使得馈线升温驻波比反射率：1.00.00%1.10.23%1。

20。

83％1。

31。

70%1.5 4.00％1.7 6.72％1。

88。

16%2。

011.11%2.518.37%3.025.00％4。

036.00％5.044。

44％7。

056.25％1066。

94％1576.56%2081.86％4.天线增益天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。

驻波表-功率计天线系统的驻波比的大小对发射效率有很大影响，驻波比过大就会有很大的功率被反射，在馈线中有往返传输，造成额外损耗，或者异常电压或者异常电流，是发射机不能正常工作甚至损坏。

衡量反射大小的量称为反射系数，常用γ或ρ表示，为了讨论简单，我们假设负载阻抗为纯电阻。

反射系数定义为：反射电压波比入射电压波。

参考图1，ρ还可定义为下式：ρ=(RL-RO)/(RL+RO)其中，RO为传输特性阻抗,RL为负载阻抗。

当RO=RL,则ρ=0,称为匹配状态。

如果RL为开路或短路，则ρ分别等于+1或-1,称为全反射。

用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态，但测量其驻波比（SWR）更为简单和直观。

我们知道，在匹配状态下，高频电磁能量全部流入负载，不存在反射。

这时传输线上的各个位置上的电压振幅不变，不存在驻波，称为行波状态。

因而在失配时，由于有反射波与入射波在传输线上互相叠加，使线上各点的振幅呈现有规律的起伏，称驻波状态，如图2所示。

驻波比定义为：SWR=U最大/U最小，SWR与的关系为：SWR=(1+︱ρ︱)/(1-︱ρ︱)当无反射时，SWR=1, 当全反射时，SWR=∞。

当RO=50Ω时，则RL=100Ω或RL=50Ω都会使SWR=2,此时，ρ=1/3，相当于有1/3的入射电压被反射回来。

测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等，但这些仪器往往不适于在线连续测量天（天线）馈（馈线）系统。

专用于测量天馈系统的仪器是驻波表及功率计。

下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。

驻波表是基于交流电桥的原理，与常规电桥不同之处是：驻波表是按被测传输系统的特性阻抗值（例如50Ω）而设计的；它可以读出入射功率和反射功率，可以串接在发射机与天馈线之间而不必取下来。

其基本原理如图3所示。

交流互感器T为电桥的一个臂,C1和C2组成的分压器为电桥的另一个臂。

跨与C2上的电压与传输线上的电压相同。

驻波表—功率计王海峰（BD2EZ）整理天线系统的驻波比的大小对发射效率有很大影响，驻波比过大就会有很大的功率被反射，在馈线中有往返传输，造成额外损耗，或者异常电压或者异常电流，是发射机不能正常工作甚至损坏。

衡量反射大小的量称为反射系数，常用γ或ρ表示，为了讨论简单，我们假设负载阻抗为纯电阻。

反射系数定义为：反射电压波比入射电压波。

参考图1，ρ还可定义为下式：ρ=(RL-RO)/(RL+RO)其中，RO为传输特性阻抗,RL为负载阻抗。

当RO=RL,则ρ=0,称为匹配状态。

如果RL为开路或短路，则ρ分别等于+1或-1,称为全反射。

用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态，但测量其驻波比（SWR）更为简单和直观。

我们知道，在匹配状态下，高频电磁能量全部流入负载，不存在反射。

这时传输线上的各个位置上的电压振幅不变，不存在驻波，称为行波状态。

因而在失配时，由于有反射波与入射波在传输线上互相叠加，使线上各点的振幅呈现有规律的起伏，称驻波状态，如图2所示。

驻波比定义为：SWR=U最大/U最小，SWR与的关系为：SWR=(1+︱ρ︱)/(1-︱ρ︱)当无反射时，SWR=1, 当全反射时，SWR=∞。

当RO=50Ω时，则RL=100Ω或RL=50Ω都会使SWR=2,此时，ρ=1/3，相当于有1/3的入射电压被反射回来。

测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等，但这些仪器往往不适于在线连续测量天（天线）馈（馈线）系统。

专用于测量天馈系统的仪器是驻波表及功率计。

下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。

驻波表是基于交流电桥的原理，与常规电桥不同之处是：驻波表是按被测传输系统的特性阻抗值（例如50Ω）而设计的；它可以读出入射功率和反射功率，可以串接在发射机与天馈线之间而不必取下来。

其基本原理如图3所示。

交流互感器T为电桥的一个臂,C1和C2组成的分压器为电桥的另一个臂。

跨与C2上的电压与传输线上的电压相同。

无线传输距离计算Pr(dBm)=Pt(dBm)-Ct(dB)+Gt(dB)-FL(dB)+Gr(dB)-Cr(dB)Pr：接受端灵敏度Pt:发送端功率Cr:接收端接头和电缆损耗Ct:发送端接头和电缆损耗Gr:接受端天线增益Gt:发送端天线增益FL:自由空间损耗FL(dB)=20lg R(km)+20lg f(GHz)+92.44R是两点之间的距离f是频率=2.4自由空间通信距离方程自由空间通信距离方程设发射功率为PT，发射天线增益为GT，工作频率为f.接收功率为PR，接收天线增益为GR，收、发天线间距离为R，那么电波在无环境干扰时，传播途中的电波损耗L0有以下表达式：L0(dB)=10Lg（PT/PR）=32.45+20Lg f(MHz)+20Lg R(km)-GT(dB)-GR(dB)[举例]设：PT=10W=40dBmw；GR=GT=7(dBi)；f=1910MHz问：R=500m时，PR=？解答：(1)L0(dB)的计算L0(dB)=32.45+20Lg1910(MHz)+20Lg0.5(km)-GR(dB)-GT(dB)=32.45+ 65.62-6-7-7=78.07(dB))（2）PR的计算PR=PT/(107.807)=10(W)/(107.807)=1(μW)/(100.807)=1(μW)/6.412=0.156(μW)=156 (mμW)#顺便指出，1.9GHz电波在穿透一层砖墙时，大约损失(10~15)dB无线传输距离估算传输距离估算无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响，除了信号源的发射功率、天线的增益、接收设备的灵敏度、频率、自由空间衰减、噪声干扰外，还有现场环境的影响，例如建筑物、树木和墙壁的遮挡，人体、气候等对电磁波的衰减，纯粹自由空间的传输环境在实际应用中是不存在的。

由于无线网络系统是一个实际应用的工程，必须在实施前进行设计和预算，必须事前对无线网络系统的传输距离或覆盖范围进行估算，进而对系统部署规模有一个估计，下面的表格就是对一个“基站”的覆盖能力进行估算的办法。

射频中的回波损耗，反射系数，电压驻波比以及S参数的含义回波损耗，反射系数，电压驻波比, S11这几个参数在射频微波应用中经常会碰到, 他们各自的含义如下:回波损耗(Return Loss): 入射功率/反射功率, 为dB数值反射系数(Г):反射电压/入射电压, 为标量电压驻波比(Voltage Standing Wave Ration): 波腹电压/波节电压S参数: S12为反向传输系数，也就是隔离。

S21为正向传输系数，也就是增益。

S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。

四者的关系：VSWR=(1+Г)/(1-Г)(1)S11=20lg(Г)(2)RL=-S11 (3)以上各参数的定义与测量都有一个前提，就是其它各端口都要匹配。

这些参数的共同点：他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。

其中，S11实际上就是反射系数Г，只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。

反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值，而回波损耗是从功率的角度来看待问题。

而电压驻波的原始定义与传输线有关，将两个网络连接在一起，虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值，但实际上如果这里没有传输线，根本不会存在驻波。

我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式，至于用哪一个参数来进行描述，取决于怎样方便，以及习惯如何。

回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义回波损耗反射系数电压驻波比s参数以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。

在高速电路设计中用到以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。

驻波表-功率计天线系统的驻波比的大小对发射效率有很大影响，驻波比过大就会有很大的功率被反射，在馈线中有往返传输，造成额外损耗，或者异常电压或者异常电流，是发射机不能正常工作甚至损坏。

衡量反射大小的量称为反射系数，常用γ或ρ表示，为了讨论简单，我们假设负载阻抗为纯电阻。

反射系数定义为：反射电压波比入射电压波。

参考图1，ρ还可定义为下式：ρ=(RL-RO)/(RL+RO)其中，RO为传输特性阻抗,RL为负载阻抗。

当RO=RL,则ρ=0,称为匹配状态。

如果RL为开路或短路，则ρ分别等于+1或-1,称为全反射。

用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态，但测量其驻波比（SWR）更为简单和直观。

我们知道，在匹配状态下，高频电磁能量全部流入负载，不存在反射。

这时传输线上的各个位置上的电压振幅不变，不存在驻波，称为行波状态。

因而在失配时，由于有反射波与入射波在传输线上互相叠加，使线上各点的振幅呈现有规律的起伏，称驻波状态，如图2所示。

驻波比定义为：SWR=U最大/U最小，SWR与的关系为：SWR=(1+︱ρ︱)/(1-︱ρ︱)当无反射时，SWR=1, 当全反射时，SWR=∞。

当RO=50Ω时，则RL=100Ω或RL=50Ω都会使SWR=2,此时，ρ=1/3，相当于有1/3的入射电压被反射回来。

测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等，但这些仪器往往不适于在线连续测量天（天线）馈（馈线）系统。

专用于测量天馈系统的仪器是驻波表及功率计。

下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。

驻波表是基于交流电桥的原理，与常规电桥不同之处是：驻波表是按被测传输系统的特性阻抗值（例如50Ω）而设计的；它可以读出入射功率和反射功率，可以串接在发射机与天馈线之间而不必取下来。

其基本原理如图3所示。

交流互感器T为电桥的一个臂,C1和C2组成的分压器为电桥的另一个臂。

跨与C2上的电压与传输线上的电压相同。

基本射频、光纤及网络知识汇编A、射频知识：功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为w、mw、dBm注：dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。

换算公式： 电平（dBm）=10lg5W →10lg5000=37dBm10W →10lg10000=40dBm20W →10lg20000=43dBm从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm增益（dB）：即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。

即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）插损：当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用dB表示。

选择性：衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。

-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽，-40dB、-60dB同理。

阻抗匹配：使系统反射系数为零，即无反射时称为匹配。

相应传输线有两种状态：1、无反射状态（行波）2、全反射状态（驻波）3、行驻波 驻波比（回波损耗）：行驻波状态时，波腹电压与波节电压之比（VSWR） 附：驻波比——回波损耗对照表：SWR 1.2 1.25 1.30 1.35 1.40 1.50回波损耗（dB）21 19 17.6 16.6 15.6 14.0三阶交调：若存在两个正弦信号ω1和ω2由于非线性作用将产生许多互调分量，其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量，其功率（mw）1（mw）功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系数M3。

即M3 =10lg P3/P1（dBc）噪声系数：指电路噪声恶化程度，一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值，实际使用中化为分贝来计算。

单位用dB。

耦合度：耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。

隔离度：本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比，单位dB。

天线增益（dBi）：指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。

一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想多向同性天线均匀辐射场场强E0相比，以功率密度增加的倍数定义为增益。

射频中回波损耗，反射系数，电压驻波比以及S参数的含义和关系回波损耗，反射系数，电压驻波比, S11这几个参数在射频微波应用中经常会碰到, 他们各自的含义如下:回波损耗(Return Loss): 入射功率/反射功率, 为dB数值反射系数(Г): 反射电压/入射电压, 为标量电压驻波比(Voltage Standing Wave Ration): 波腹电压/波节电压S参数: S12为反向传输系数，也就是隔离。

S21为正向传输系数，也就是增益。

S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。

四者的关系：VSWR=(1+Г)/(1-Г) (1)S11=20lg(Г) (2)RL=-S11 (3)以上各参数的定义与测量都有一个前提，就是其它各端口都要匹配。

这些参数的共同点：他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。

其中，S11实际上就是反射系数Г，只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。

反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值，而回波损耗是从功率的角度来看待问题。

而电压驻波的原始定义与传输线有关，将两个网络连接在一起，虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值，但实际上如果这里没有传输线，根本不会存在驻波。

我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式，至于用哪一个参数来进行描述，取决于怎样方便，以及习惯如何。

回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义:以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。

在高速电路设计中用到:以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，对于互易网络有S12＝S21，对于对称网络有S11＝S22，对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。

天线的基本电参数天线是⽆线电设备系统实现能量转换的装置，天线性能的好坏直接影响⽆线电设备系统性能的优劣。

⼈们⽤天线的电参数来衡量天线性能的好坏。

例如，描述天线能量转换和⽅向特性的电参数有：天线输⼊阻抗、天线⽅向图、天线增益和天线效率等；描述天线极化特性的电参数有：轴⽐和极化隔离度等。

本章简述这些参数的概念和定义。

另外，由天线互易定理可知，按照发射天线定义的电参数，同样适⽤于接收天线。

1.4.1 ⽅向图1.⽅向图的定义天线⽅向图是表征天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间⾓度关系的图形，⽤来表征天线向⼀定⽅向辐射电磁波的能⼒。

对于接收天线⽽⾔，是表⽰天线对不同⽅向传来的电波所具有的接收能⼒。

天线的⽅向性特性曲线通常⽤⽅向图来表⽰。

⽅向图可⽤来说明天线在空间各个⽅向上所具有的发射或接收电磁波的能⼒。

2.⽅向图的表⽰法完整的⽅向图是⼀个三维的空间图（见图1.4.1（a））。

它是以天线相位中⼼为球⼼（坐标原点），在半径r⾜够⼤的球⾯上，转动天线⽅位⾓或俯仰⾓，逐点测定其辐射特性绘制⽽成的。

三维空间⽅向图尽管可以利⽤已有软件⽅便地进⾏测绘，但在实际⼯程应⽤中，⼀般只需测得⽔平⾯H和垂直⾯E⽅向图即可（见图1.4.1（b））。

图1.4.1 三维空间图图1.4.2为4种天线的⽅向图，分别是（a）常规抛物⾯天线；（b）喇叭天线；（c）半波振⼦天线；（d）鞭状天线；以帮助⼤家对不同的⽅向图加深了解。

3.⽅向图的测量坐标绘制天线的平⾯⽅向图通常采⽤极坐标（见图1.4.3（a）、（b））和直⾓坐标（见图1.4.3（c））形式，还可以采⽤3D（见图1.4.3（d））⽅向图形式。

极坐标绘出的⽅向图形象直观，但对⽅向性很强的天线难以精确地表⽰；直⾓坐标恰与其相反，它虽不直观，但可以精确地表⽰强⽅向性天线的⽅向图。

⽅向图纵坐标有相对功率、相对场强和对数3种形式，常⽤的是对数形式。

⽅向图是⽤波瓣最⼤值归⼀的相对⽅向图。

图1.4.2 典型的天线⽅向图图1.4.3 半波偶极⼦天线⽅向图坐标1.4.2 副瓣和半功率波束宽度1.副瓣（旁瓣）电平天线⽅向图通常有许多波瓣，除了最⼤辐射强度的主瓣之外，其余均称为副瓣（或旁瓣），与主瓣相反⽅向的旁瓣称为背瓣（或后瓣）（参见图1.4.1（a））。

第一部分射频基本概念第一章常用概念一、特性阻抗特征阻抗是微波传输线的固有特性，它等于模式电压与模式电流之比。

对于TEM波传输线，特征阻抗又等于单位长度分布电抗与导纳之比。

无耗传输线的特征阻抗为实数，有耗传输线的特征阻抗为复数。

在做射频PCB板设计时，一定要考虑匹配问题，考虑信号线的特征阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。

当不相等时则会产生反射，造成失真和功率损失。

反射系数(此处指电压反射系数)可以由下式计算得出：z1二、驻波系数驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是0~1，而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。

射频很多接口的驻波系数指标规定小于1.5。

三、信号的峰值功率解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。

峰值功率即是指以某种概率出现的尖峰的瞬态功率。

通常概率取为0.1%。

四、功率的dB表示射频信号的功率常用dBm、dBW表示，它与mW、W的换算关系如下：dBm=10logmWdBW=10logW例如信号功率为x W，利用dBm表示时其大小为五、噪声噪声是指在信号处理过程中遇到的无法确切预测的干扰信号（各类点频干扰不是算噪声）。

常见的噪声有来自外部的天电噪声，汽车的点火噪声，来自系统内部的热噪声，晶体管等在工作时产生的散粒噪声，信号与噪声的互调产物。

六、相位噪声相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标，在时域表现为信号过零点的抖动。

理想的单音信号，在频域应为一脉冲，而实际的单音总有一定的频谱宽度，如下页所示。

一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程，因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。

相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。

例如晶体的相位噪声可以这样描述：七、噪声系数噪声系数是用来衡量射频部件对小信号的处理能力，通常这样定义：单元输入信噪比除输出信噪比，如下图：对于线性单元，不会产生信号与噪声的互调产物及信号的失真，这时噪声系数可以用下式表示：Pno 表示输出噪声功率，Pni 表示输入噪声功率，G 为单元增益。

无线传输距离和发射功率以及频率的关系功率灵敏度（dBm dBmV dBuV）dBm=10log(Pout/1mW)，其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV)，其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV)，其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系：Pout＝Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm，R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法：所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。

电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。

[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗，d为传输距离，频率的单位以MHz计算。

由上式可见，自由空间中电波传播损耗（亦称衰减）只与工作频率f和传播距离d有关，当f或d增大一倍时，［Lfs］将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km) x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=32.45+20Lgf+20Lgd, d 单位为km，f 单位为MHz Los 是传播损耗，单位为dB，一般车内损耗为8-10dB，馈线损耗8dBd是距离，单位是Kmf是工作频率，单位是MHz例：如果某路径的传播损耗是50dB，发射机的功率是10dB，那末接收机的接收信号电平是-40dB。

下面举例说明一个工作频率为433.92MHz，发射功率为＋10dBm(10mW)，接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离：1. 由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公里这是理想状况下的传输距离，实际的应用中是会低于该值，这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响，如大气、阻挡物、多径等造成的损耗，将上述损耗的参考值计入上式中，即可计算出近似通信距离。

射频电缆的参数理论第一节 特性阻抗特性阻抗是选用电缆的首先要考虑的参数，它是电缆本身的参数，它取决于导体的直径以及绝缘结构的等效介电常数。

特性阻抗对于电缆的使用有很大的影响。

例如在选择射频电缆作为发射天线馈线时，其特性阻抗应尽可能和天线的阻抗一致，否则会在电缆和天线的连接处造成信号反射，使得天线得到的功率减少，电缆的传输效率也会下降，更为严重的是，反射的存在会使电缆沿线出现驻波，有些地方会出现电压和电流的过载，从而造成电缆的热击穿或热损伤而影响电缆的正常运行。

电缆内部反射的存在，还会造成传输信号的畸变，使传输信号出现重影，严重影响信号传输质量。

为了便于使用，射频电缆的阻抗已经标准化了。

因此在选用电缆时应尽可能选用标准阻抗值。

对于射频同轴电缆有以下三中标准阻抗： 50±2ohm 推荐使用于射频及微波，用于测试仪表以及同轴－波导转换器等；75±3ohm 用于视频或者脉冲数据传输，用于大长度例如CA TV 电缆传输系统；100±5ohm 用于低电容电缆以及其它特种电缆。

以下是同轴电缆特性阻抗计算的各种公式。

§1.1同轴电缆阻抗公式根据传输理论，特性阻抗公式为：Zc ＝)/()(C j G L j R ωω++式中，R 、L 、G 、C 、代表该传输线的一次参数，而ω=2πf 代表信号的角频率。

对于射频同轴电缆传输高频信号，通常都有R ＜＜ωL ，G ＜＜ωC ，此时特性阻抗公式可以简化为：Zc =CL/＝60•ln(D/d)/ε＝138•l g(D/d)/ε（ohm）式中，D为外导体内直径（mm）d为内导体外直径（mm）ε为绝缘相对介电常数表1给出了常用绝缘材料的相对介电常数。

表1常用介质材料的特性§1.2皱纹外导体同轴电缆阻抗公式皱纹外导体已经获得广泛应用，阻抗尚无标准的方法计算，可以利用电容电感参考方法进行计算。

测量出L和C后可以计算阻抗：Zc =CL/§1.4特性阻抗与电容的关系同轴电缆的特性阻抗与电容有如下简单的关系，即Zc＝104/3·ε/ C式中，C为电缆电容（pF/m）第二节电容电容是射频电缆的一个重要参数，同轴电缆的电容按照下式计算：C＝1000ε/（18lnD/d）＝24.13ε/（lgD/d）（pF/m）第三节衰减衰减是射频电缆的重要参数之一，它反映了电磁能量沿电缆传输时的损耗的大小。

◇ 无线功率mW和dBm换算及常见符号释义1、功率单位mW和dBm的换算无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。

电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。

因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。

Tx是发射（ Transmits ）的简称。

无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：1、功率（ W ）: 相对 1 瓦（ Watts ）的线性水准。

例如，WiFi 无线网卡的发射功率通常为 0.036W ，或者说36mW 。

2、增益（ dBm ）:相对 1 毫瓦（ milliwatt ）的比例水准。

例如 WiFi 无线网卡的发射增益为 15.56dBm 。

两种表达方式可以互相转换：1、dBm = 10 x log[ 功率 mW]2、mW = 10[ 增益 dBm / 10 dBm]在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为“增益（Gain）”。

天线增益的度量单位为“ dBi ”。

由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，发射设备的功率为 100mW ，或20dBm；天线的增益为 10dBi ，则:发射总能量＝发射功率（ dBm ）＋天线增益（ dBi ）＝ 20dBm ＋ 10dBi ＝ 30dBm或者: ＝ 1000mW ＝ 1W在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个 dB 都非常重要，特别要记住“ 3 dB 法则”。

每增加或降低 3 dB ，意味着增加一倍或降低一半的功率：-3 dB = 1/2 功率-6 dB = 1/4 功率+3 dB = 2x 功率+6 dB = 4x 功率例如， 100mW 的无线发射功率为 20dBm ，而 50mW 的无线发射功率为 17dBm ，而200mW 的发射功率为 23dBm 。

天线是无线电设备系统实现能量转换的装置，天线性能的好坏直接影响无线电设备系统性能的优劣。

人们用天线的电参数来衡量天线性能的好坏。

例如，描述天线能量转换和方向特性的电参数有：天线输入阻抗、天线方向图、天线增益和天线效率等；描述天线极化特性的电参数有：轴比和极化隔离度等。

本章简述这些参数的概念和定义。

另外，由天线互易定理可知，按照发射天线定义的电参数，同样适用于接收天线。

1.4.1 方向图1.方向图的定义天线方向图是表征天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间角度关系的图形，用来表征天线向一定方向辐射电磁波的能力。

对于接收天线而言，是表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。

天线的方向性特性曲线通常用方向图来表示。

方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。

2.方向图的表示法完整的方向图是一个三维的空间图（见图1.4.1（a））。

它是以天线相位中心为球心（坐标原点），在半径r足够大的球面上，转动天线方位角或俯仰角，逐点测定其辐射特性绘制而成的。

三维空间方向图尽管可以利用已有软件方便地进行测绘，但在实际工程应用中，一般只需测得水平面H和垂直面E方向图即可（见图1.4.1（b））。

图1.4.1 三维空间图图1.4.2为4种天线的方向图，分别是（a）常规抛物面天线；（b）喇叭天线；（c）半波振子天线；（d）鞭状天线；以帮助大家对不同的方向图加深了解。

3.方向图的测量坐标绘制天线的平面方向图通常采用极坐标（见图1.4.3（a）、（b））和直角坐标（见图1.4.3（c））形式，还可以采用3D（见图1.4.3（d））方向图形式。

极坐标绘出的方向图形象直观，但对方向性很强的天线难以精确地表示；直角坐标恰与其相反，它虽不直观，但可以精确地表示强方向性天线的方向图。

方向图纵坐标有相对功率、相对场强和对数3种形式，常用的是对数形式。

方向图是用波瓣最大值归一的相对方向图。

图1.4.2 典型的天线方向图图1.4.3 半波偶极子天线方向图坐标1.4.2 副瓣和半功率波束宽度1.副瓣（旁瓣）电平天线方向图通常有许多波瓣，除了最大辐射强度的主瓣之外，其余均称为副瓣（或旁瓣），与主瓣相反方向的旁瓣称为背瓣（或后瓣）（参见图1.4.1（a））。

通信系统传输单位—分贝通信系统传输单位——分贝在我们日常生活和工作中离不开自然计数法，但在一些自然科学和工程计算中，对物理量的描述往往采用对数计数法。

从本质上讲，在这些场合用对数形式描述物理量是因为它们符合人的心理感受特性。

这是因为，在一定的刺激范围内，当物理刺激量呈指数变化时，人们的心理感受是呈线性变化的，这就是心理学上的韦伯定律和费希钠定律。

它揭示了人的感官对宽广范围刺激的适应性和对微弱刺激的精细分辨，好象人的感受器官是一个对数转换装置一样。

例如两个倍频的声音可以感受一个八度音程，而一个十二平均律的小二度正好是八度音程的对数的十二分之一。

采用对数描述上述的物理量，一是用较小的数描述了较大的动态范围，特别有利于作图的情况。

它也把某些非线性变化的量转换成线性量。

例如频率从直流到1Hz的差别可比1000Hz到1001Hz差别大得多。

当然频率的对数单位不是以dB而是以倍频程表示。

另一个好处是把某些乘除运算变成了加减运算，如计算多级电路的增益，只需求各级增益的代数和，而不必将各级的放大/衰减倍数相乘。

我们知道，零和小于零的负数是没有对数的，只有大于零的正数才能取对数，这样一来，原来的物理量经过对数转换后，原来的功率、幅度、倍数等这些非负数性质的量，它们的值域便扩展到了整个实数范围。

这并不意味着它们本身变负了，而只是说明它们与给定的基准值相比，是大于基准值还是小于基准值，小于则用负对数表示，若大于则用正对数表示。

分贝的计算很简单，对于振幅类物理量，如电压、电流强度等，将测量值与基准值相比后求常用对数再乘以20；对于它们的平方项的物理量如功率，取对数后乘以10就行了；不管是振幅类还是平方项，变成分贝后它们的量级是一致的，可以直接进行比较、计算。

在电信技术中一般都是选择某一特定的功率为基准，取另一个信号相对于这一基准的比值的对数来表示信号功率传输变化情况，经常是取以10为底的常用对数和以ｅ=2.718为底的自然对数来表示。

功率器件回波损耗计算公式在无线通信系统中，功率器件的回波损耗是一个重要的性能指标。

回波损耗是指信号在器件中传输时发生的反射损耗，它直接影响着系统的传输效率和性能稳定性。

因此，对于功率器件的回波损耗进行准确的计算和评估是非常重要的。

回波损耗的计算公式是功率器件设计和测试中的重要工具。

它可以帮助工程师们预测器件在实际工作中的性能，从而指导他们进行合理的设计和优化。

在本文中，我们将介绍功率器件回波损耗的计算公式，并探讨其在工程实践中的应用。

功率器件回波损耗的计算公式通常是基于器件的S参数来进行推导的。

S参数是描述器件传输特性的一组参数，包括S11、S12、S21和S22等。

其中，S11表示输入端的反射系数，S21表示输入端到输出端的传输系数，S12表示输出端到输入端的传输系数，S22表示输出端的反射系数。

这些参数可以通过实际测试或者仿真计算得到。

回波损耗的计算公式可以通过S参数来推导，一般来说，它可以表示为：RL = -20 log10(|S11|)。

其中，RL表示回波损耗，|S11|表示S11参数的模。

这个公式的推导是基于反射系数与回波损耗的关系，它表明了当输入信号被器件反射时，所造成的损耗大小。

通过这个公式，我们可以很方便地计算出器件的回波损耗。

在实际工程中，回波损耗的计算公式可以帮助工程师们评估器件的性能，并指导他们进行设计和优化。

例如，在功率放大器的设计中，回波损耗是一个关键的参数，它直接影响着功率放大器的输出功率和效率。

通过计算回波损耗，工程师们可以选择合适的器件，并进行匹配网络的设计，从而提高功率放大器的性能。

此外，回波损耗的计算公式还可以用于功率器件的测试和验证。

在实际测试中，通过测量器件的S参数，可以很容易地计算出回波损耗，并与设计要求进行比较。

这样可以及时发现器件的性能问题，并进行调整和改进。

除了上述的基本回波损耗计算公式外，还有一些针对特定器件和特定应用的回波损耗计算公式。

例如，在微波集成电路中，由于器件的结构和工作频段的特殊性，回波损耗的计算公式可能会有所不同。

dB单位含意及换算之阳早格格创做1、dBm即dB毫瓦，是用分贝表示功率的办法，是一个表征功率千万于值的量，也喊功率电仄.它正在分贝( decibel )的范畴内代表所依据的基准是1 mW （毫瓦）的分贝.0dBm等于0.775V跨接正在600欧背载上的功率值，即1mW（毫瓦）dBm=10log(P/0.001(W)) P为所测功率值瓦（W）.如：0dBm=1mW，10dBm=10mW，20dBm=100mW，30dBm=1000mW=1W，40dBm=10W46dBm=40W，-10dBm=100uW，-20dBm=10uW，-30dBm=1uW，利用功率闭系所决定的电仄不妨称为功率电仄Pm（需要计量的功率值战功率为一毫瓦的整电仄功率比较）.Ｐm=10log (Ｐ/1)，Ｐ代表需要计量的千万于功率值，单位为毫瓦；整电仄功率为一毫瓦.利用电压闭系所决定的电仄称为千万于电压电仄，简称电压电仄Ｐv功率电仄易电压电仄之间可用底下公式去换算：Ｐm=Ｐv＋10log（600/Ｚ）(dBm) , 式中的电压电仄Ｐv=20log（Ｕ/0.775）(dB)Ｕ代表需要计量的千万于电压值，单位为伏（V）.整电仄电压为0.775伏.功率电仄Ｐm的计量单位是（dBm），电压电仄Ｐv的计量单位是（dB）当阻抗Ｚ=600Ω时，10Log（600/Ｚ）=0 ，此时Ｐm=Ｐv ，即功率电仄与电压电仄数值上相等.当Ｚ≠600Ω时，纵然是共一功率，用功率电仄表去测，读数是Ｐm ，用电压电仄表去测却是Ｐv，二者读数是没有相等的.功率 1mW 1mW 1mW 1mW阻抗Z 600Ω 300Ω 75Ω 50Ω电压U 0.775V 0.548V 0.274V 0.224V功率电仄读数Ｐm0dBm 0dBm 0dBm 0dBm电压电仄读数Ｐv0dB -3dB -6dB -10.79dB 正在有线通疑系统战设备时常采与600欧的输进/输出端心，无线通疑系统战设备的仄稳输进/输出端心时常采与300欧的阻抗，电视、图像、视频系统的输进/输出端心时常采与75欧的阻抗，无线通疑系统战设备的射频没有服衡输进/输出端心往往采与50欧的尺度阻抗.咱们海内当前使用的丈量仪器中,有以一毫功率为0电仄刻度的功率电仄表,也有以电压0.775V为0电仄刻度的电压电仄表，咱们正在使用那些丈量仪器时，要留神那一面.对付于共样是以0.775V为0dB去刻度的电压电仄表，正在丈量时（比圆，丈量天线的敏捷度、天线的删益、接支机的敏捷度）还要注意仪器的丈量端子与被测设备、电路端心的阻抗匹配，可则会爆收反射耗费，引起丈量缺面.那些丈量仪器的里板上大概档位上时常标有600Ω、300Ω、150Ω、75Ω、50Ω的分歧阻抗，那是提供正在阻抗匹配的条件下做末端丈量时用的，其仪容里板的读数皆是电压电仄.2、dBuV即dB微伏，是用分贝表示电压的办法，也喊电压电仄.它正在分贝( decibel )的范畴内代表所依据的基准是1 uV （微伏）的分贝.dBuV=20log（U/1(uV)）Ｕ代表需要计量的千万于电压值，单位为伏（V）.0dBuV=1uV，120dBuV=1VdBuV与dBmdBuV=90+dBm+10log(R)，R为电阻值.对付于75欧系统，dBm=dBuV-108.75（log75=1.875）-60dBV=0dBmV=60dBuV对付于50欧系统，dBm=dBuV-106.99（log50=1.699）dBuVemf与dBuVemf：electromotive force(电动势)对付于一个旗号源去道，dBuVemf是指启路时的端心电压，dBuV是接匹配背载时的端心电压.3、dBW它正在分贝的范畴内，所依据的基准是精确的正在1W的分贝.dBW=10log(P/1(W)) P为所测功率值W.dBW = dBm–30对付于声频圆里，如麦克风电仄位准及线性电仄位准(Line Level)而行，使用dBm 去供与数值刚刚好，如果用dBW 去导进便没有太妥当，它是太大了.4、dBu/dBvdBu= dBv =20log(U/0.775(V))Ｕ代表被测电压值，单位为伏（V）.0.775伏（V）为参照电压.5、dBVdBV=20log(U/1(V))Ｕ代表被测电压值，单位为伏（V）.1伏（V）为参照电压.6、dBi 战dBddBi战dBd是表征删益的量（功率删益），二者皆是一个相对付值，但是参照基准纷歧样.dBi的参照基准为齐目标性天线，dBd的参照基准为奇极子，所以二者略有分歧.普遍认为，表示共一个删益，用dBi表示出去比用dBd表示出去要大2. 15.[例] 对付于部分删益为16dBd的天线，其删益合算成单位为dBi时，则为18.15dBi（普遍忽略小数位，为18dBi）. [例] 0dBd=2.15dBi.[例] GSM900天线删益不妨为13dBd（15dBi），GSM1800天线删益不妨为15dBd（17dBi).7、dBdB是一个表征相对付值的量，当思量甲的功率相比于乙功率大大概小几个dB时，按底下估计公式：10log（甲功率/乙功率）[例] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB.也便是道，甲的功率比乙的功率大3 dB，则功率大一倍.[例] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输耗费约为3.9dB. [例] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则不妨道，甲比乙大6 dB.[例] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，不妨道甲比乙小2 dB.8、dBcdBc是一个表示功率相对付值的单位，与dB的估计要收真足一般.普遍去道，dBc 是相对付于载波（Carrier）功率而行，正在许多情况下，用去度量与载波功率的相对付值，如用去度量搞扰（共频搞扰、互调搞扰、接调搞扰、戴中搞扰等）以及耦合、纯集等的相对付量值. 正在采与dBc的场合，准则上也不妨使用dB代替9、dBrdBr是表示以某个指定的分贝数值为基准值，所丈量出去的值与基准值的相对付好值.[例]某搁大器20Hz-20kHz的电压删益为20dB，10Hz-100kHz的电压删益为17dB.以20Hz-20kHz的电压删益为基准，则其10Hz-100kHz的dBr为-3dB.（17-20=-3）10、dBFS分贝谦刻度（dBFS）也便是普遍数字设备上的指示单位.那“谦刻度”之意便是使用正在一模拟讯号变换成数字讯号大概者数字讯号换成模拟讯号时的历程.那变换之间所能记录编码的最大电仄量（正在数字讯号得真切割之前“digital clipping”）.那个最大的记录编码电仄量便写成0dBFS.0dBFS 数字讯号谦刻度又等于+24dBu的模拟讯号输出.然而普遍的数字设备会架构于+18dBu输出.dBFS的齐称是"Decibels FullScale"（齐分贝刻度）——是一种为数字音频设备建坐的分贝值表示要收."0dBFS"是数字设备不妨到达的最下响度火仄.别的所有的值皆市小于那个数值——皆是背数.dBFS = 20log (采样旗号 / 1111 1111 1111 1111); --16bit的数字音频[例]16bit的数字音频动背范畴是96dB，24bit的数字音频动背范畴是144dB最小20 * log (0000 0000 0000 0001 / 1111 1111 1111 1111) = -96dBFS最大20 * log (1111 1111 1111 1111 / 1111 1111 1111 1111) = 0dBFS11、dBSPL把声压的灵验值与对付数去表示声音的强强，那种表示声音强强的数值喊声压级.声压级以标记SPL表示，单位为分贝（dB）.SPL（声压级）=20log(Pc/Pref)Pc为待测声压的灵验值；Pref为参照声压，正在气氛中Pref=0.00002Pa，即是人耳朵所能体验到的最小声压.为听阀.而声压达20 Pa时人耳会感觉痛痛，为痛阀.声压对付应声压级的闭系，0.00002 Pa=0dBSPL，0.0002 Pa=20dBSPL，0.002 Pa=40dBSPL， 0.02 Pa=60dBSPL，0.2 Pa=80dBSPL，1 Pa=94dBSPL，2 Pa=100dBSPL，20 Pa=120dBSPL12、dBA正在证明dBA 之前让咱们先相识A、B、及C加权搜集正在音压表（Sound Level Meter）上皆市有加权搜集（Weighting Network）的拆置.使用者们会问到：『那是什么？』『该当使用那一种呢？』『有什么分歧？』普遍常常正在音压表上皆市有加权搜集的采用启闭，它可采用A、B、大概C，那三种皆是频次赞同的尺度基准搜集，简单的道，那三种分歧的直线是安排去给与正在读与声压位准( Sound Pressure Level )时，能很好的对付应人类对付声频的反应，有最少的好别，咱们可从Fletcher-Munson 的等响直线 ( Equal Loudness Level Contours )，去相识咱们人类耳朵是怎么的听听见频的，以频次1 KHz为核心面，正在较矮的声频部分是矮感度的，为了要音压表正在读与上隐现循着咱们人类耳朵听听见频的个性，果此加权搜集的蓄意是去缩小音压表的敏捷感度( 那主要正在矮频部分)，那是当音压电仄矮于某一程度，便人类的耳朵感瞅，它会对付矮频圆里较没有敏捷.A加权直线是鉴于40 Phone的Fletcher-Munson Equal Loudness Contour，当量测较矮位准的声音时，修议使用它较好.B加权直线是鉴于70 Phone的Fletcher-Munson等响直线，当量测中段位准的声音时修议使用它较符合，正在量测时使用A及B加权，又称为加权声音电仄位准(Weighted Sound Level).C加权正在真量上是近似仄坦，它是利用正在下响度位准的声音时.声压位准正在20~55 dB SPL范畴内，修议使用A加权直线搜集.声压位准正在55~85 dB SPL范畴内，修议使用B加权直线搜集.声压位准正在85~140 dB SPL范畴内，修议使用C加权直线搜集.当正在量测噪音时，无论其音压位准是矮大概下，修议使用A加权直线搜集.分贝A加权指数.也便是普遍设备上数据单位会有那种字眼，最常会出当前麦克风数据上.。