В беспроводных системах связи радиочастотный сумматор является важнейшим пассивным радиочастотным компонентом. С инженерной точки зрения я проанализирую конструкцию, характеристики, установку и применение радиочастотных сумматоров, а также приведу примеры на основе типичных продуктов компании Maniron Electronic.

1. Основной принцип работы ВЧ-комбинатора

С инженерной точки зрения, основная функция ВЧ сумматор Задача состоит в том, чтобы объединить несколько радиочастотных сигналов в один выходной сигнал, обеспечив при этом:

• Согласование импедансов на входном и выходном портах (обычно 50 Ом);
• Хорошая изоляция между несколькими сигнальными путями для предотвращения помех;
• Минимальные вносимые потери для поддержания эффективности передачи энергии;
• Низкий уровень пассивной интермодуляции (PIM) гарантирует высокую линейность.

Внутри сумматор состоит из линий передачи, фильтрующих элементов и согласующих цепей. В многодиапазонных сумматорах фильтры разделяют и обрабатывают сигналы разных частот перед их объединением, обеспечивая сохранение требуемой амплитуды и фазы каждого сигнала на выходе.

2. Ключевые параметры проектирования

2.1 Согласование импедансов

Согласование импедансов имеет фундаментальное значение в радиочастотных линиях связи. В сумматорах обычно используются структуры Вилкинсона или гибридные сети, чтобы обеспечить согласование каждого входа с сопротивлением 50 Ом в пределах его частотного диапазона, избегая отражений и стоячих волн.

2.2 Вносимые потери

Вносимые потери напрямую влияют на эффективность системы. Высококачественные сумматоры обычно поддерживают вносимые потери в пределах 0,3–0,7 дБ для однодиапазонного и 0,5–1 дБ для широкополосного режима работы, обеспечивая достаточную мощность сигнала, достигающего антенны после объединения.

2.3 Изоляция портов

Изоляция предотвращает перекрестные помехи и уменьшает интермодуляционные искажения. Инженерам обычно требуется изоляция >30 дБ, особенно в системах с несколькими передатчиками или при одновременном использовании нескольких диапазонов. Недостаточная изоляция может вызывать интермодуляционные искажения и ухудшать качество связи.

2.4 Пассивная интермодуляция (ПИМ)

PIM (интермодуляционные искажения) — критически важный показатель производительности, особенно для мощных систем LTE/5G. Низкий уровень PIM необходим для предотвращения интермодуляционных искажений, влияющих на нисходящий канал. Высокопроизводительные сумматоры обычно поддерживают уровень PIM на уровне -161 дБн или ниже.

3. Типичные образцы ВЧ-комбинаторов Maniron

3.1 Двухдиапазонный сумматор VHF/UHF с разъемом N-гнездо

Технические характеристики: Данное изделие предназначено для объединения сигналов ОВЧ 150–512 МГц и УВЧ 758–940 МГц. Оно оснащено двойными фильтрами и согласующими импедансными сетями для обеспечения низких вносимых потерь и изоляции портов >30 дБ. Разъемы N-типа совместимы со стандартными фидерами базовых станций. Компактная конструкция делает его подходящим для наружной установки, систем общественной безопасности, коммерческой беспроводной связи и систем экстренной связи.

3.2 Четырехдиапазонный радиочастотный сумматор 703–2170 МГц

Инженерный анализ: Данный сумматор, охватывающий диапазоны 703–788 / 791–862 / 880–960 / 1710–2170 МГц, подходит для многостандартных систем LTE, GSM и WCDMA. Конструкция обеспечивает низкий уровень интермодуляционных искажений (PIM) и высокую изоляцию, а точная схема фильтра и гибридной сети поддерживает потери на входе ниже 1 дБ. Идеально подходит для внутренних систем DAS и многодиапазонных базовых станций.

3.3 Гибридный сумматор с низким уровнем интермодуляционных искажений (PIM), диапазон частот 600–6000 МГц, 4 входа – 3 выхода.

Инженерный анализ: Этот широкополосный гибридный сумматор охватывает диапазон 600–6000 МГц и поддерживает 4 входа и 3 выхода. Гибридная структура обеспечивает фазовую стабильность и низкие вносимые потери для всех входных сигналов. Благодаря низкому уровню интермодуляционных искажений (PIM) -161 дБн, он идеально подходит для мощных систем DAS 5G/4G и многодиапазонного суммирования сигналов внутри и вне помещений.

4. Рекомендации по применению и монтажу в инженерных системах

• Место установки: Устанавливайте как можно ближе к передатчику, чтобы уменьшить потери в фидере;
• Способ подключения: используйте высококачественные радиочастотные разъемы N-типа, 7-16 или 4.3-10;
• Адаптация к условиям окружающей среды: Наружные сумматоры должны быть водонепроницаемыми и пылезащитными, соответствующими стандартам IP65/IP67;
• Техническое обслуживание: Регулярно проверяйте изоляцию портов и уровни PIM, чтобы избежать долговременного ухудшения сигнала или интермодуляционных помех.

С точки зрения инженера, радиочастотные сумматоры — это не просто сумматоры сигналов, а важнейшие узлы в цепочке радиочастотной системы. Многодиапазонные широкополосные сумматоры Maniron с низким уровнем интермодуляционных искажений отвечают высоким требованиям надежности современных сетей LTE, 5G и других. системы DAS что делает их незаменимыми компонентами для проектирования и реализации проектов.