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合路器插入損耗檢測

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發(fā)布時間：2025-08-20 10:49:23 更新時間：2025-08-19 10:49:23

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

合路器插入損耗檢測：原理、方法與標(biāo)準(zhǔn)解析

合路器作為通信系統(tǒng)中關(guān)鍵的無源器件之一，廣泛應(yīng)用于射頻前端系統(tǒng)中，用于將多個信號源合并至同一傳輸路徑，或在接收端將不同頻段信號分離。其性能直接影響整個通信系統(tǒng)的信號完整性、傳輸效率與系統(tǒng)穩(wěn)定性。在合路器的性能評估中，插入損耗（Insertion Loss）是最重要的技術(shù)指標(biāo)之一，它反映了合路器在信號傳輸過程中引入的能量損耗程度。插入損耗越小，說明合路器對信號的衰減越低，性能越優(yōu)。因此，對合路器插入損耗進(jìn)行精確、可靠的檢測顯得尤為重要?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)對信號質(zhì)量的要求日益提高，尤其是在5G、物聯(lián)網(wǎng)和高頻毫米波應(yīng)用背景下，合路器的插入損耗必須控制在極低范圍內(nèi)。為確保其性能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，必須采用標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程、先進(jìn)的檢測儀器和科學(xué)的檢測方法。本文將深入探討合路器插入損耗檢測的檢測項(xiàng)目、所用儀器、檢測方法以及相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，為研發(fā)、生產(chǎn)與質(zhì)量控制提供技術(shù)參考。

檢測項(xiàng)目：合路器插入損耗的核心參數(shù)

合路器插入損耗檢測的核心項(xiàng)目是“插入損耗”，即信號通過合路器后輸出功率與輸入功率的比值，通常以分貝（dB）為單位表示。該參數(shù)需要在多個工作頻段內(nèi)進(jìn)行測量，以評估合路器在整個工作頻率范圍內(nèi)的性能一致性。此外，檢測中還應(yīng)關(guān)注以下輔助參數(shù)：

回波損耗（Return Loss）：反映合路器輸入/輸出端口的匹配程度，數(shù)值越高越好，表示反射越小。
隔離度（Isolation）：衡量不同通道之間的信號干擾程度，直接影響信號串?dāng)_。
相位一致性：在多通道合路器中，相位差異需控制在允許范圍內(nèi)。

檢測儀器：高精度射頻測試設(shè)備

為實(shí)現(xiàn)高精度的插入損耗檢測，需配備專業(yè)的射頻測試儀器。主要檢測設(shè)備包括：

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA, Vector Network Analyzer）：是檢測合路器插入損耗最核心的儀器。VNA可精確測量S參數(shù)（如S21表示插入損耗，S11表示回波損耗），支持寬頻段掃描與高分辨率數(shù)據(jù)采集。主流品牌如Keysight、Rohde & Schwarz、Anritsu均提供高性能VNA設(shè)備。
射頻信號源與功率計(jì)組合：在某些場合，也可采用信號源配合功率計(jì)進(jìn)行插入損耗測試，適用于對精度要求稍低或現(xiàn)場快速測試場景。
校準(zhǔn)件與測試夾具：包括標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件（如SMA校準(zhǔn)件）、開路、短路、匹配負(fù)載等，用于消除測試系統(tǒng)誤差，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

檢測方法：標(biāo)準(zhǔn)化測量流程

合路器插入損耗的檢測方法需遵循規(guī)范流程，以確保結(jié)果可重復(fù)、可比。典型檢測步驟如下：

環(huán)境準(zhǔn)備：確保測試環(huán)境溫濕度穩(wěn)定，遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源。
儀器校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行SOLT（開路、短路、負(fù)載、直通）校準(zhǔn)，消除系統(tǒng)誤差。
連接測試設(shè)備：將合路器正確連接到VNA的端口，確保接口匹配（如SMA、N型等），避免接觸不良。
設(shè)置測試參數(shù)：設(shè)置頻率范圍（如700MHz–3.5GHz）、掃描點(diǎn)數(shù)、功率電平（通常為-10dBm至0dBm）、IF帶寬等。
執(zhí)行測量：啟動測量，獲取S21參數(shù)曲線，即插入損耗隨頻率變化的曲線。
數(shù)據(jù)記錄與分析：記錄各頻段的插入損耗值，分析是否符合技術(shù)指標(biāo)，并與標(biāo)準(zhǔn)對比。

檢測標(biāo)準(zhǔn)：國內(nèi)外權(quán)威規(guī)范依據(jù)

合路器插入損耗檢測需依據(jù)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保產(chǎn)品性能統(tǒng)一、可互換。主要參考標(biāo)準(zhǔn)包括：

中國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）：如GB/T 24310-2009《微波器件插入損耗和回波損耗測量方法》
國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)（ITU-T）：如ITU-T G.698.3，對光通信系統(tǒng)中合路器性能提出要求，部分適用于射頻合路器。
IEEE標(biāo)準(zhǔn)：如IEEE 1655-2010《射頻和微波無源器件測量方法》
企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)：如華為、中興等通信設(shè)備制造商制定的合路器技術(shù)規(guī)范，通常對插入損耗提出更嚴(yán)苛要求（如≤1.5dB）。

通常，合路器的插入損耗在典型工作頻段內(nèi)應(yīng)控制在1.0dB至2.0dB之間，具體取決于類型（如雙頻、三頻、多頻合路器）及應(yīng)用環(huán)境。例如，在5G NR基站中，合路器插入損耗要求通常需低于1.5dB，以保證信號傳輸效率。