室內(nèi)分布器件及故障排查

1、室內(nèi)分布器件及故障排查1 室內(nèi)分布系統(tǒng)無源器件介紹1.1 射頻基本參數(shù)介紹熱噪聲介紹所有功耗（電阻性）單元都會產(chǎn)生熱噪聲或稱Johnson噪聲。這種噪聲功率可以表達為PNKTB，單位為Watt（注：Pn與電阻阻值大小無關(guān)）。這里K=波爾茲曼常數(shù)，T是Kelvin表示的絕對溫度，B是用以測量噪聲功率的頻帶寬度。在室溫下，1Hz頻帶寬度內(nèi)產(chǎn)生的熱噪聲功率為：在理想的無其他噪聲的系統(tǒng)里，熱噪聲決定了最低可檢測信號電平。功率/電平是指放大器輸出信號能量的能力，直放站的輸出功率一般就是它的ALC電平寬。一般單位為w、mw、dBm。注：dBm是取1mw作基準(zhǔn)值，以分貝表示的絕對功率電平。換算公式：電平（d

2、Bm）=10lg功率（mw）1（mw）5w 10lg5000=37dBm 10w 10lg10000=40dBm 20w 10lg20000=43dBm從以上不難看出，功率每增加一倍，電平值增加3dBm增益是指放大器在線性工作狀態(tài)下對信號的放大能力,即放大倍數(shù)，單位可表示為分貝（dB）。即：dB=10lgA（A為功率放大倍數(shù)）是指放大器在線性工作狀態(tài)下對信號的放大能力。插損當(dāng)某一器件或部件接入傳輸電路后所增加的衰減，單位用dB表示。帶內(nèi)波動是指在有效工作頻帶內(nèi)最大和最小電平之間的差值。工作帶寬器件應(yīng)用中最高頻率與最低頻率的差值。噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)定義為系統(tǒng)輸入信噪功率比（SNR0）與輸出信噪功率

3、比（SNR1）的比值。噪聲系數(shù)表征了信號通過系統(tǒng)后，系統(tǒng)內(nèi)部噪聲造成信噪比惡化的程度。噪聲系數(shù)越小越好。噪聲系數(shù)、增益與輸出線性屬放大器的三個基本屬性。線性線性通常用來度量放大器使信號形狀失真的程度。通常要求放大器工作在線性工作環(huán)境中，即輸入與輸出的信號完全一樣，只是工作幅度被放大或縮小?；フ{(diào)互調(diào)是指非線性射頻線路中，兩個或多個頻率混合后所產(chǎn)生的噪音信號。互調(diào)產(chǎn)生的本來并不存在“錯誤”信號，此信號會被系統(tǒng)誤認(rèn)為是真實的信號?；フ{(diào)可由有源元件（無線電設(shè)備、二極管）或無源元件（電纜、接頭、天線、濾波器）引起?；フ{(diào)產(chǎn)生的原因構(gòu)件材料因為磁滯的關(guān)系，鐵質(zhì)材料是屬非線性的材料不純電鍍問題接觸區(qū)域/電流密

4、度觸點壓力隔離度本振或信號泄漏到其他端口的功率與原有功率之比，單位為dB 。1.2 無源器件介紹功率分配器1）按照結(jié)構(gòu)分類:微帶/腔體功分器2）按照輸出端口分類:二、三、四路功率分配器按照器件使用頻段分類:806960MHz 頻段 8062200MHz頻段8062500MHz頻段 17102500MHz頻段功分器是一種將一路輸入信號能量分成兩路或多路輸出相等能量的器件，也可反過來將多路信號能量合成一路輸出，此時也可稱為合路器。一個功分器的輸出端口之間應(yīng)保證一定的隔離度。功分器通常為能量的等值分配，通過阻抗變換線的級聯(lián)與隔離電阻的搭配，具有很寬的頻帶特性。功分器基本分配路數(shù)為2路、3路和4路，通

5、過它們的級聯(lián)可以形成多路功率分配。插入損耗：器件直通損耗，其計算公式為所有路數(shù)的輸出功率之和與輸入功率的比值，或單路的實際直通損耗減去理想的分配損耗，一般理想分配損耗由下式獲得： 理想分配損耗（dB)=10log(1/N) N為功分器路數(shù)在分布系統(tǒng)中，功分器作為下行信號來說是個功率分配器，對上行信號來講又是個(小信號)合路器。功率分配器上標(biāo)注的功率是指輸入端口的最大輸入功率，而作為(小信號)合路器來講，不能在輸出端口按標(biāo)注的功率輸入信號。典型的二路功分器有微帶（Wilkinson）和腔體（電抗）兩種，二者各有優(yōu)點，本說明闡述二者的區(qū)別：腔體功分器和微帶功分器的特點：腔體功分器是同軸結(jié)構(gòu)，它將輸

6、入的50阻抗變換為25（使用內(nèi)外導(dǎo)體的不同比率），25阻抗可以良好的與兩個輸出50的并聯(lián)阻抗匹配。微帶功分器通常用帶狀線結(jié)構(gòu)設(shè)計，由一對1/4波長阻抗為70.7的帶狀線組成，輸出端口之間串聯(lián)一個100的電阻。插損是每個無線分布系統(tǒng)設(shè)計的天敵腔體功分器的內(nèi)導(dǎo)體的材料用黃銅，表面鍍銀，外殼用銅或鋁，用空氣介質(zhì)， 可以認(rèn)為是損耗最小的傳輸線（除超導(dǎo)），損耗通常為0.05 dB或更小，但通常標(biāo)為0.1 dB，因為要測試這么小的插損非常困難。微帶功分器采用微帶板設(shè)計，具有固有的0.3 到0.5 dB的損耗，聽起來并不大，但經(jīng)過多個功分器的累積，結(jié)果是很大的。系統(tǒng)的可靠性和安全性對微帶功分器來說，如果一個

7、電纜或天線損壞，可能造成功分器的開路或短路。但因為輸出間有隔離，一個臂的問題不會影響到另一臂。而腔體功分器沒有電阻可燒，所以一旦產(chǎn)生開路或短路，其可馬上恢復(fù)正常工作。功分器為什么不能作大功率合路器使用？ 一般來講，功分器也可以作合路器使用。區(qū)別在于承受的功率不同。以二功分器為例說明。如圖：作為功分器來講，信號從IN輸入，當(dāng)信號到達A、B二點時為同頻同相信號。所以R上無電流流過即無功率損耗。信號被平均分配到out1和out2上。而此時的功率容量主要取決于微帶線承載的功率。當(dāng)然R值的選取還應(yīng)考慮out端開路、短路情況。由于功分器通常采用微帶結(jié)構(gòu)，平衡電阻R一般取值不大。且散熱面也不夠大。所以功分器

8、不宜作大功率合成使用。而兩個大功率的載波信號合成建議采用3dB電橋。由于3dB電橋可采用腔體結(jié)構(gòu)，且可采用大功率外接負(fù)載適合大功率信號合成使用。耦合器在室分系統(tǒng)中, 往往需將一路射頻信號功率按比例分成幾路, 這就是功率分配問題。實現(xiàn)這一功能的元件稱為功率分配元器件即耦合器。微帶定向耦合器（5dB/6dB/7dB/10dB/15dB/20dB/25dB/30dB/40dB/50dB）腔體定向耦合器（5dB/6dB/7dB/10dB/15dB/20dB/25dB/30dB/40dB/50dB）若按照使用頻段劃分: 1）806960MHz 頻段定向耦合器2）8062200MHz頻段定向耦合器3）80

9、62500MHz頻段定向耦合器4）17102500MHz頻段定向耦合器耦合器幾個關(guān)鍵指標(biāo)：耦合度插入損耗隔離度功率容量工作頻帶腔體的特點 腔體耦合器與微帶耦合器：相比最大優(yōu)點是插入損耗小。由于損耗少及導(dǎo)熱面積大，它的承載功率也較微帶器件要大得多。此外，由于耦合帶的截面積較大，在制造工藝中，可以采用接插件與耦合帶線螺紋連接，使連接的可靠性大為增加，無虛焊的可能性，即使連接件內(nèi)導(dǎo)體松動也不至影響器件的使用。腔體功分器與微帶功分器：相比最大優(yōu)點是插入損耗小。無隔離電阻的腔體功分器使室內(nèi)分布系統(tǒng)的可靠性提高。衰減器在相當(dāng)寬的頻段范圍內(nèi)一種相移為零、其衰減和特性阻抗均與頻率無關(guān)的常數(shù)，由電阻元件組成，其

10、主要用途是調(diào)整電路中信號大小、改善阻抗匹配。衰減器可以分為兩種類型：固定的和可變的。通常工程上我們多采用固定衰減器。目前我們多采用的有5dB、10dB、15dB、20dB、30dB、40dB等。衰減器我們最關(guān)注的指標(biāo)是衰減大小、功率容量大小等。負(fù)載終端在某一電路（如放大器）或電器輸出端口，接收電功率的元器件、部件或裝置統(tǒng)稱為負(fù)載。對負(fù)載最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。無源器件生產(chǎn)的工藝要求無源器件相對有源來講由于構(gòu)成無源器件的原件非常之少，所以它的生產(chǎn)相對簡單，但是由于器件的頻率很高，對于加工細(xì)節(jié)的要求也相應(yīng)較高。電纜頭內(nèi)導(dǎo)體采用鈹青銅材料，加工并收口處理后，滾鍍銀或三元合金或金；外導(dǎo)

11、體采用黃銅材料，加工后表面作三元合金或鍍銀處理。我們來作個實驗：在電纜接頭的內(nèi)導(dǎo)體插孔中插入攝子鉗，電纜接頭的內(nèi)導(dǎo)體插孔大約被擴張1mm。攝子鉗拔出后，內(nèi)導(dǎo)體插孔沒有收縮到原位，內(nèi)導(dǎo)體被損壞，見照片。造成該現(xiàn)象的原因是內(nèi)導(dǎo)體未采用鈹青銅的彈性材料，而使用的是普通無彈性銅材，其后果是電纜頭內(nèi)導(dǎo)體不能形成持久的抓力，在使用一段時間后，由于腐蝕氧化等原因，最終造成電纜頭和電纜座接觸不良。無源器件的三階互調(diào)主要由接頭部分產(chǎn)生。我們對器件所用的接頭進行了嚴(yán)格控制，包括結(jié)構(gòu)尺寸、材料、鍍層等方面。結(jié)構(gòu)尺寸符合國標(biāo)；接頭內(nèi)導(dǎo)體材料用鈹青銅，可保證接觸緊密。鍍層采用三元合金或鍍銀，鍍金零件不用鎳打底。采取以上

12、措施，可有效的提高器件的三階互調(diào)指標(biāo)。例如，在防水、防腐、防銹、防塵、防潮的工藝處理：采用整體鋁材銑床加工全部采用不銹鋼螺絲表面防腐處理上下蓋裝配時涂防水導(dǎo)電膠合路器在工程安裝上的防護需要2 器件故障及其對網(wǎng)絡(luò)的影響2.1 故障和其對網(wǎng)絡(luò)影響的對照表有源器件：無源器件：3 室分系統(tǒng)的故障排查思路進行室內(nèi)分布系統(tǒng)故障分析時，通常按照下列步驟：1）檢查基站部分，是基站故障應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象及時通報運營商，組織對基站檢修2）對有源直放站設(shè)備進行檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，及時對設(shè)備進行維修或更換3）對天饋系統(tǒng)進行檢查，發(fā)現(xiàn)天饋系統(tǒng)故障，立即用駐波比測試儀確定故障點，并組織天饋系統(tǒng)整改4）如果排除了基站故障、設(shè)備

13、故障和天饋系統(tǒng)故障，則判定為系統(tǒng)故障，需要對整個室內(nèi)分布系統(tǒng)進行綜合分析，判斷是否直放站自激、是否上行噪聲干擾基站等原因，對系統(tǒng)參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整。設(shè)備故障分析1）檢查直放站設(shè)備的供電是否正常，如果是電源模塊故障，需要更換供電模塊。2）用頻譜儀檢查設(shè)備的下行輸入功率，下行輸出功率是否正常。如果下行輸出功率不正常，則可以判斷設(shè)備下行鏈路中某一模塊故障，逐個檢查各模塊的輸入輸出功率是否正常，從而確定發(fā)生故障的模塊。3）覆蓋區(qū)內(nèi)手機接收場強正常，但無法建立呼叫的現(xiàn)象，可以初步判定為直放站上行鏈路故障。在設(shè)備離網(wǎng)狀態(tài)下，用頻譜儀和信號源檢查直放站設(shè)備的上行增益；在設(shè)備工作狀態(tài)下，在設(shè)備上行輸出端接頻譜

14、儀測量上行輸出功率，如果判定設(shè)備上行增益過小，對上行各模塊逐一進行檢查，判斷發(fā)生故障的模塊，并進行更換。4）對于光纖直放站還應(yīng)檢查光電轉(zhuǎn)換模塊的光收發(fā)功率是否正常。對于光近端機，如光盤發(fā)光功率不正常，可以初步判定光盤故障，更換光盤看故障是否消除。如果光盤收光功率不正常，應(yīng)檢查遠(yuǎn)端機發(fā)光功率和光纖、尾纖、光法蘭盤、光衰耗器、光分路器等無源器件。天饋故障分析：1）確認(rèn)基站，有源設(shè)備等信號源的輸出功率都正常后，可初步判斷為天饋系統(tǒng)故障。2）在覆蓋區(qū)內(nèi)用測試手機詳細(xì)測試，確定故障區(qū)域的范圍。3）斷開信號源（基站或直放站設(shè)備），用駐波比測試儀測量天饋系統(tǒng)的駐波比，并確定故障點的位置。注意采用DTF方式既可測駐波比又可查故障點。4）恢復(fù)信號源設(shè)備與天饋系統(tǒng)的連接，在室內(nèi)分布系統(tǒng)的主干線上，分別測量各點的功率，最終可確定損壞或連接錯誤的器件。4 室分系統(tǒng)故障排除方法通過總結(jié)室分系統(tǒng)的故障排查有以下三種方法：排除法：1.根據(jù)故障現(xiàn)象用測試手機初步判斷故障原因。2.逐級檢查有源設(shè)備的各個模塊。1）通過萬用表測試設(shè)備的電源