對基站天饋線系統(tǒng)進(jìn)行測試的方法

對基站天饋線系統(tǒng)進(jìn)行測試的方法無線基站發(fā)射信號和接收由移動臺發(fā)射的信號都是通過天饋線系統(tǒng)來完成的，因此天饋線系統(tǒng)安裝質(zhì)量和運(yùn)行情況的好壞將直接影響到通話質(zhì)量、無線信號的覆蓋和收發(fā)信機(jī)的工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)射天饋線發(fā)生故障時，發(fā)射信號將會產(chǎn)生損耗，從而影響基站的覆蓋范圍，若發(fā)射天饋線出現(xiàn)的故障較為嚴(yán)重時，基站會關(guān)閉與其相連的收發(fā)信機(jī)；當(dāng)接收天饋線發(fā)生故障時，則其接收由移動臺發(fā)射來的信號將會減弱，從而產(chǎn)生在移動臺接收信號很強(qiáng)的基站范圍內(nèi)不能占用該基站無線信道的現(xiàn)象，同時也會影響通話質(zhì)量，甚至導(dǎo)致掉話。目前基站只是對發(fā)射天饋線進(jìn)行監(jiān)測，而沒有對接收天饋線進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)接收天饋線發(fā)生故障而影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量時，不會產(chǎn)生任何的告警，維護(hù)人員無法及時進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位而浪費(fèi)人力和時間。當(dāng)天線之間的隔離度達(dá)不到要求時，使一部發(fā)信機(jī)發(fā)射的信號侵入另一部發(fā)信機(jī)，并在該發(fā)信機(jī)的輸出級與輸出信號發(fā)生互調(diào)，產(chǎn)生新的組合頻率信號隨同有用信號一起發(fā)射出去，從而構(gòu)成對接收機(jī)的干擾。因此，對天饋線系統(tǒng)特別是對接收天饋線和天線的隔離度進(jìn)行日常的維護(hù)測試，及早發(fā)現(xiàn)問題，防范于未然是十分必要的。天饋線系統(tǒng)的故障主要發(fā)生在天線、電纜和接頭上。如在安裝時不合規(guī)范造成天線的排水不暢，在下雨天時導(dǎo)致天線內(nèi)的積水；對接頭的處理不好，在潮濕或下雨的天氣下造成接頭的進(jìn)水，若不能及時發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，則會進(jìn)一步損壞饋線。在大城市里受到各種條件的限制，許多地方?jīng)]有足夠的空間適合天線的安裝，在這樣的情況下所安裝的天線不能確定其旁瓣和后瓣的去藕度夠不夠而影響隔離度。對天饋線進(jìn)行測試主要是通過測量其駐波比（VSWR）或回?fù)p（ReturnLoss）的值和隔離度（Isolation）來判斷天饋線的安裝質(zhì)量和運(yùn)行情況的好壞。駐波比的計(jì)算公式如下：前向功率（W）：Pf或Pf(dBw)=10logPf

反向功率（W）：Pr或Pr(dBw)=10logPr

回?fù)p：ar=10log=Pf(dBw)-Pr(dBw)

反射系數(shù)：rho=

駐波比：VSWR=

回?fù)p與駐波比之間的轉(zhuǎn)換公式為：

回?fù)p=-20log基站發(fā)射天饋線的駐波比告警一般設(shè)為1.5，不同類型的基站對天線之間的隔離度要求也不一樣，RBS200基站發(fā)射天線之間的隔離度要求大于40dB，發(fā)射天線與接收天線之間的隔離度要求大于20dB；而RBS2000基站發(fā)射天線及發(fā)射天線與接收天線之間的隔離度都要求大于30dB。可對天饋線進(jìn)行測試的儀表有：頻譜儀、TDR和SiteMaster。用頻譜儀測量天饋線的駐波比時，是先測量前向功率和反向功率，得出回?fù)p值，再通過查回?fù)p值與駐波比的對照表（見表1）得出駐波比值；用TDR只能大致觀察天饋線的波形，來判斷哪點(diǎn)出了問題；而用SiteMaster測試則可直接測得天饋線駐波比的數(shù)值和天線的隔離度，并可快速地進(jìn)行故障定位。SiteMaster是日本安立（ANRITSU）公司生產(chǎn)的一種手持式電纜和天線分析儀，具有體積小、操作簡單等特點(diǎn)，便于技術(shù)人員在現(xiàn)場對天饋線進(jìn)行測試。SiteMaster采用頻域反射計(jì)技術(shù)，可測量天饋線的駐波比、饋線的回?fù)p、纜線的插入損耗及進(jìn)行故障定位（DistanceToFault），并可與計(jì)算機(jī)相連，通過在Windows環(huán)境下運(yùn)行的軟件可對其數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，加上可選的功率計(jì)配件后還可以測量基站的發(fā)射功率。SiteMaster分單端口和雙端口兩種，其基本功能相同，而雙端口的SiteMaster可測量天線的隔離度。SiteMaster主要有以下幾種型號：S331A、S120A、S235A和S251A，其中S331A是單端口的，其余3種都是雙端口的，它們的工作頻段是S331A：25--3300Mhz，S120A：600--1200Mhz，S235A：1250--2350Mhz，S251A：625--2500Mhz，在測試時根據(jù)基站工作頻段的不同來選擇不同型號的SiteMaster。SiteMaster測試儀的主要配件有22N50N（m）型精密開路/短路校準(zhǔn)件、SM/PLN（m）型精密42dB負(fù)載校準(zhǔn)件、15NNF50-3.0A3米測試端口擴(kuò)展纜線、510--90N（m）--7/16（f）轉(zhuǎn)接頭、510--92N（m）--7/16（m）轉(zhuǎn)接頭、Option5功率顯示模塊、5400—71N50功率檢測器、42N50—3050瓦衰減器。其中22N50N（m）和SM/PL校準(zhǔn)件是用來在測量前對測試端口進(jìn)行校準(zhǔn)的，15NNF50-3.0A3米測試端口擴(kuò)展纜線是方便測試儀端口與室內(nèi)跳線相連的，510--90N（m）--7/16（f）和510--92N（m）--7/16（m）轉(zhuǎn)接頭是測試儀的測試端口或3米測試端口擴(kuò)展纜線與7/16（f）或7/16（m）型接頭相連用的轉(zhuǎn)接頭（如RBS200基站的發(fā)射跳線的接頭，RBS2000基站的室內(nèi)跳線的接頭），Option5功率顯示模塊、5400—71N50功率檢測器、42N50—3050瓦衰減器是用于檢測基站發(fā)射功率的。下面介紹用SiteMaster對天饋線進(jìn)行測試和維護(hù)的方法。1、

測量天饋線的駐波比和回?fù)p及進(jìn)行故障定位。SiteMaster可在頻域范圍內(nèi)測量天饋線的駐波比和回?fù)p，如圖1和2所示圖1的縱坐標(biāo)為駐波比的值，圖2的縱坐標(biāo)為回?fù)p的值。也可在距離域測量天饋線的駐波比和回?fù)p，如圖3和4所示。在第一次用SiteMaster進(jìn)行測試之前，或當(dāng)測量頻率范圍改變時及當(dāng)溫度和環(huán)境與上次測試時有較大改變時，都需要用校準(zhǔn)件對測試端口進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證測試值的準(zhǔn)確性。測試時要注意測試端口或3米擴(kuò)展纜線與基站室內(nèi)跳線接頭之間的連接。我省目前在用的主要有3種基站：模擬基站RBS883、數(shù)字基站RBS200和RBS2000，模擬基站RBS883和數(shù)字基站RBS200的室內(nèi)接收跳線都可直接與SiteMaster測試端口或3米擴(kuò)展纜線相連；對模擬基站的發(fā)射天饋線測試時，先關(guān)閉與發(fā)射天饋線相連的收發(fā)信機(jī)，再擰出與方向耦合器相連的發(fā)射跳線，而發(fā)射跳線需要加上一個轉(zhuǎn)接頭才能與SiteMaster測試端口或3米擴(kuò)展纜線相連，這種轉(zhuǎn)接頭可在TDR或HP頻譜儀所配的轉(zhuǎn)接頭中找到；數(shù)字基站RBS200的室內(nèi)發(fā)射跳線和RBS2000的室內(nèi)接收和發(fā)射跳線都要通過510--90N（m）--7/16（f）轉(zhuǎn)接頭與SiteMaster測試端口或3米擴(kuò)展纜線相連；在測試RBS2000的天饋線時，也可從與CDU的射頻輸出端口相連的纜線處開始測試，這樣就可以測得機(jī)架內(nèi)部纜線的質(zhì)量，在日常測試中也曾發(fā)現(xiàn)因機(jī)架內(nèi)部的纜線質(zhì)量不好而影響到信號的收發(fā)的情況。測試發(fā)射天饋線時要暫時關(guān)閉與發(fā)射天饋線相連的收發(fā)信機(jī)，以免射頻信號的泄露。在測試時可先測試天饋線在頻域范圍內(nèi)的駐波比或回?fù)p，觀察天饋線在其所工作的頻段內(nèi)是否正常，若發(fā)現(xiàn)有異常，則可進(jìn)入距離域區(qū)進(jìn)行故障定位。如圖5所示，在38米處天饋線的駐波比接近1.6，表明該處有問題。圖5有故障的天饋線的SiteMaster距離域圖形在日常測試中發(fā)現(xiàn)天饋線系統(tǒng)常見的問題是因安裝不合規(guī)范造成天線進(jìn)水、接頭的松動或進(jìn)水和跳線的損壞等。2、饋線長度的測量目前我省基站所用的饋線和跳線大部分是RFS公司的產(chǎn)品，其中饋線的類型是LDF5—50A，其相對傳播速率（RelativePropagationVelocity）Vf為0.89,纜線損耗（CableLoss）為0.043dB/m；跳線的類型是LDF4—50A，其相對傳播速率Vf為0.88，纜線損耗為0.077dB/m。當(dāng)要較為準(zhǔn)確地測量饋線的長度時，必須在SiteMaster有關(guān)電纜參數(shù)的設(shè)置中正確輸入纜線損耗Loss和相對傳播速率PROPVEL的值。測量時先初步估算饋線的長度，在距離域區(qū)輸入起始位置D1和終止位置D2，然后進(jìn)行測量，由于饋線與跳線接頭處的駐波比一般都要比饋線的要高，所以可大致獲得饋線的長度，然后在根據(jù)實(shí)際情況把D2調(diào)到適當(dāng)處，即可較為準(zhǔn)確地得出饋線的長度。目前基站所用的室外跳線大都是3米，在其與饋線和天線的接點(diǎn)處的駐波比都會比其他地方高，如圖6所示，A點(diǎn)和B點(diǎn)的距離約為3米，所以d即為饋線的長度。由于這時用的是饋線的電纜參數(shù)，所以跳線的長度會有一定的誤差。對于不同類型的饋線，在測量之前必須要正確輸入其相應(yīng)的電纜參數(shù)。3、

天線隔離度的測試只有雙端口的SiteMaster才可以進(jìn)行天線隔離度的測試。測試時，進(jìn)入‘MODE'菜單，選擇‘GAIN/INSERTIONLOSS'，然后根據(jù)屏幕上的提示對REFLPORT和TRANSPORT進(jìn)行校準(zhǔn)，之后再把REFLPORT和TRANSPORT端口分別連接到發(fā)射天饋線和接收天饋線即可測得天線的隔離度。圖7為一隔離度的測試圖，從圖中可看到從935-960MHz范圍內(nèi)隔離度都大于60dB，符合隔離度的要求。圖7天饋線隔離度的圖形4、軟件的應(yīng)用SiteMaster通過RS232口與計(jì)算機(jī)相連，利用在Windows環(huán)境下運(yùn)行的軟件可對其數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析。通過把存在主機(jī)里的天饋線的測試數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)里，可建立基站天饋線運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)庫，通過快速的“Drag&Drop”對新舊測試數(shù)據(jù)的進(jìn)行比較，可觀察天饋線運(yùn)行情況有無下降的趨勢，從而及早發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患。利用該軟件還可以把在頻域上測量的圖形轉(zhuǎn)換成Smith圖形，軟件里還提供了測量計(jì)算器，利用該測量計(jì)算器可以很方便地進(jìn)行駐波比、回?fù)p和反射系數(shù)之間的換算。具體的用法是進(jìn)入“Tools”選項(xiàng)，選擇“MeasurmentCalculator”,輸入駐波比、回?fù)p和反射系數(shù)之中任意一項(xiàng)的值，便可得到其余兩項(xiàng)和發(fā)射功率百分比的值。5、在使用SiteMaster測試時應(yīng)注意的問題（1）在測試天饋線駐波比和回?fù)p及饋線長度時，都要正確輸入饋線的電纜參數(shù)，否則測得的值會有誤差。對于不同類型的饋線，要根據(jù)廠家所提供的參數(shù)正確輸入才能保證測試值的準(zhǔn)確性。就算同一類型的饋線，其技術(shù)指標(biāo)也會不斷地提高，所以在用了新的饋線后，要根據(jù)其最新的電纜參數(shù)來輸入。（2）當(dāng)用到3米測試端口擴(kuò)展線時，若用校準(zhǔn)件在其末端進(jìn)行校準(zhǔn)后，則SiteMaster所確認(rèn)的起始位置D1在3米測試端口擴(kuò)展線的末端，否則起始位置D1在SiteMaster的測試端口上。（3）校準(zhǔn)測試端口所用的校準(zhǔn)件較為精確，不能承受較大的功率，否則將會損壞校準(zhǔn)件，影響測試精度。