衰减器：设计与应用

老子有言：“天之道，损有余而补不足。”

古代大教育家孔子说过：“冉有做事总是缩头缩脑，所以我激励他勇敢去做；子路做事勇敢莽撞，所以我劝他谨慎细致。”也就是说，孔子对不同性格的人教育的方法是不一样的，做到了“损有余而补不足”。

在室分系统的设计中，也要根据信号强度的不同，做到“损有余而补不足”。如果说干放是室分系统用来给信号的功率“补不足”的，那么衰减器则是室分系统使信号功率“损有余”的。

衰减器和放大器的功能相反，是指在一定的工作频段范围内可以减少输入信号的功率大小、改善系统阻抗匹配状况的射频器件。

馈线在信号传输的过程中，也会有信号的相位偏移、幅度衰减；而衰减器是由电阻元件组成的两个端口的射频器件，在工作频段范围内相位偏移为零，幅度衰减程度与频率大小无关。

衰减器最重要的指标就是衰减度。衰减度（A）定义为衰减器输出端口信号功率比输入端口信号功率衰减的程度，如图2-28所示。

图2-28 衰减器原理图

假若衰减器输入端口的信号功率为P_in（dBm），输出端口的信号功率为P_out（dBm），则衰减器的功率衰减度为A（dB），那么衰减器的衰减度计算公式如下：(www.xing528.com)

A=P_in-P_out （2-13）

工程中通常使用的是衰减器一般有固定和可变两种，常见的衰减度大小有5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、30 dB、40 dB等。

衰减器由电阻元件组成，是一种能量消耗元件。信号功率消耗后变成器件的热量。这个热量超过一定程度，衰减器就会被烧毁。衰减器的结构和材料确定后，它在单位时间内能承受多少热量（功率）就确定了。因此，功率是衰减器工作时必须考虑的一项重要指标。一定要让衰减器承受的功率远远低于这个极限值，确保衰减器正常工作。

衰减器的主要用途是调整输出端口信号功率的大小。

比如，在室分系统中，天线口功率过大，信号会泄露在室外，给室外无线环境造成干扰，进而影响整个无线网络的性能。在无线信号进入天线之前，安装一个衰减器，使天线口的功率降下来，让它只覆盖自己的目标区域，衰减器起到了调节天线口功率大小的作用。

衰减器还可用于在信号测试中扩展信号功率的测量范围。

比如，使用频谱仪分析某一放大电路的输出信号，但是这个信号的功率大于频谱仪的功率，怎么办？衰减器可以等比例地降低信号的功率，并且不改变信号的相位偏移。在衰减器的信号输出端接上频谱仪，对信号进行分析，然后通过简单的计算还原出放大电路的输出信号的情况。

在实际测量放大电路信号的时候，通常采用先进衰减器，再进测量仪的办法，这样可扩展可测信号的动态范围。