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企业建设网站的比例,敬请期待英语,wordpress怎样设置导航栏,汽车用品网站建设策划书一、前言 什么是回波损耗#xff1f;什么又是插入损耗#xff1f;这个貌似很容易回答#xff0c;回波损耗吗#xff0c;就是Return Loss#xff0c;缩写为RL#xff0c;S11#xff0c;插入损耗就是 Insertion Loss#xff0c;IL#xff0c;S21。确实没错#xff0c;就…一、前言什么是回波损耗什么又是插入损耗这个貌似很容易回答回波损耗吗就是Return Loss缩写为RLS11插入损耗就是 Insertion LossILS21。确实没错就是这么简单。但是为什么叫做回波呢为什么又叫做插入呢今天我们仔细掰扯掰扯。二、回波损耗1、核心定义回波损耗 衡量的是由于阻抗不匹配而导致的信号反射程度。当信号在传输线中传播遇到阻抗不连续的点例如连接器、电缆接头、PCB走线宽度变化等时一部分能量会继续向前传播另一部分能量则会像回声一样被反射回源端。回波损耗定量地描述了入射信号功率与反射信号功率之间的关系。2、深入理解物理意义它反映了传输路径的阻抗匹配质量。一个系统的阻抗匹配越好反射就越小回波损耗的值就越大正数单位dB。计算公式回波损耗 -10 * log10(反射功率 / 入射功率) -10 * log10(|Γ|²)其中 Γ 是反射系数 (Gamma)。数值解读非常关键RL 0 dB意味着反射功率等于入射功率|Γ| 1这是最糟糕的情况表示全反射就像线路开路或短路一样。RL 是一个较大的正数例如 20 dB意味着反射功率远小于入射功率|Γ| 0.1这是非常好的情况表示阻抗匹配优良只有很少的能量被反射。简单记忆回波损耗的值越大越好。3、产生原因与影响原因任何导致阻抗变化的地方。连接器接口不完美。电缆本身阻抗不均匀。PCB走线中的过孔、拐角。负载阻抗与传输线特征阻抗不匹配。影响信号完整性反射信号会与原始信号叠加造成过冲、下冲和振铃导致波形失真。功率传输效率反射回去的功率无法送达负载造成了浪费。源端损伤反射能量可能损坏敏感的源端器件如功放。测量误差在矢量网络分析仪等测试系统中大的反射会引入测量不确定性。三、插入损耗1、核心定义插入损耗 衡量的是信号在通过一个器件或一段传输路径后总功率的衰减。它描述的是信号从输入端到输出端的过程中总体损失了多少能量。2、深入理解物理意义它反映了传输路径的能量损耗特性。这种损耗是“单向”的关注的是从A点到B点后还剩下多少能量。计算公式插入损耗 10 * log10(输出功率 / 输入功率)*注意由于输出功率总是小于输入功率所以这个比值的对数通常是负值但我们通常会说“插入损耗是3dB”而不说“-3dB”。在图表中它通常显示为负值。*数值解读IL 0 dB理想情况表示器件没有任何损耗输出功率等于输入功率。IL 3 dB非常常见的情况表示输出功率是输入功率的一半能量损失了50%。简单记忆插入损耗的值越小越好越接近0 dB越好。3、产生原因与影响原因导体损耗电流流过导体如铜线时由于电阻产生的热损耗。介质损耗高频信号下电缆绝缘层或PCB板材会吸收电磁能量并转化为热量。辐射损耗能量以电磁波的形式辐射出去。影响信号幅度衰减接收端收到的信号变弱。信噪比降低如果信号衰减太大可能会被系统噪声淹没导致误码。系统增益要求为了补偿插入损耗可能需要增加放大器增加了系统成本和复杂度。四、核心区别和对比为了更直观地理解我们可以用一个水管系统来类比回波损耗好比水管中有一个接口不匹配比如粗管突然接细管。水流到这里时一部分会继续向前另一部分会产生“水锤”或反射波往回传播。回波损耗就是衡量这个反射波有多强。插入损耗好比整段水管存在摩擦和泄漏。无论接口匹配与否水流从一端到另一端总水量都会减少。插入损耗就是衡量总水量减少了多少。在实际系统中回波损耗和插入损耗是相互关联的。总损耗 插入损耗 反射损耗这里的“反射损耗”是指由于反射而未能到达负载的那部分功率它直接由回波损耗决定。当一个器件的回波损耗很差时例如RL10 dB意味着有相当一部分功率被反射了回去那么能够通过器件继续向前传播的功率自然就变少了这会导致总的传输效率降低从效果上看相当于恶化了从输入端到输出端的插入损耗。在理想匹配RL ∞的情况下插入损耗就完全由介质和导体损耗决定。五、工程应用在设计和测试中使用矢量网络分析仪可以同时测量一个器件的回波损耗S11或S22和插入损耗S21或S12。S11 端口1的回波损耗。S21 从端口1到端口2的插入损耗。如何权衡对于一个高质量的系统如高速链路、天线馈线我们既希望插入损耗尽可能低信号衰减小也希望回波损耗尽可能高反射小即VSWR接近1:1。通常良好的阻抗匹配高回波损耗是实现低插入损耗的先决条件。六、插入损耗和回波损耗系统介绍首先我们拿到一个系统就是上面这个黑盒子当电磁波信号进入这个黑盒子时我们通常不需要去关心电磁波在里面经历了什么。我们只要知道它出来是什么就行了。但是当电磁波从外面进入这个黑盒子时相当于从一个介质进入到另一个介质在交界面上会有一部分电磁波被挡在外面这部分被挡在外面的电磁波就被反射回去了返回去的电磁波就是回波。而进去的这部分电磁波在通过这个黑盒子时就必然会被这个黑家伙影响到如果这家伙有一点点贪心肚子里装了一点点的小电阻材料那么就留一点点买路钱就够了就去的电磁波在交完买路钱之后大部分会传输出去这个被劫走的一部分电磁波能量我们就认为被损失了无论是回波还是黑盒子吃掉的都是电磁波能量时导致的能量的损耗都是由于黑盒子插入进来导致的损耗所以通常被称为插入损耗。如下图所示。所以我们知道其实一个微波元器件的插入损耗是由两部分组成的回波损耗和电阻损耗。回波损耗的这部分电磁波能量被端口的不匹配给反射回去了并没有转化成热散出去所以我们在射频系统设计和分析中要提防着这部分回波倒灌会对系统带来的影响。通常这部分倒灌的能量不是很大怎么计算呢举个简单的例子比如上图端口1输入的电磁波功率是1W即30dBm,如果端口1 的回波损耗RL20dB。那么反射回去的回波的功率就是30dBm-20dB10dBm也就是有10mW的功率被反射回去了。如果端口1 输入的功率是1kW即60dBm那么反射回去的回波功率就有10W了。如果端口1的回波损耗只有10dB那将会有100W的功率被反射回去。这也证明了匹配的端口阻抗匹配的重要性。还有就是功率越大我们系统所要求的回波损耗就越小在一些小功率的产品中比如手机匹匹配有个10dB就足够了。但是在电视发射系统中因为发射机的功率通常会有上千瓦所以回波损耗通常要求在26dB以下。注意插入损耗的部分损耗也是有回波导致的啊所以回波损耗越差插入损耗就越大。在端口匹配良好的系统中插入损耗主要是由器件的电阻性材料导致的这些电阻性材料导致的损耗会转化成热。就像我们在衰减器中介绍的一样。其实转化成热有时候更让我们头疼。因为热这个东西太可怕了几乎所有的电子器件都有一个可以正常工作的温度范围当超过这个温度了之后工作就不正常了。长期在高温环境下工作器件老化速率会加快更容易损坏。七、总结回波损耗是诊断“匹配”好坏的健康指标。它告诉你信号传输路径是否“顺畅”有没有“堵点”或“突变”导致信号“反弹”。插入损耗是诊断“能量”传递效率的性能指标。它告诉你信号从起点到终点最终还“剩下多少力气”。————————————————版权声明本文为CSDN博主「赋能大师兄」的原创文章遵循CC 4.0 BY-SA版权协议转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接https://blog.csdn.net/qq_39543984/article/details/121482525