無(wú)線系統(tǒng)能優(yōu)化的關(guān)鍵——天饋線的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試.doc

無(wú)線系統(tǒng)性能優(yōu)化的關(guān)鍵天饋線的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 2003-7-17 上海創(chuàng)遠(yuǎn)通訊技術(shù)有限公司 游洋從事移動(dòng)通信系統(tǒng)建設(shè)，性能驗(yàn)證和維護(hù)的工程技術(shù)人員需要所有他們能夠得到的幫助。各種類型的通信網(wǎng)絡(luò)正在經(jīng)歷著前所未有的增長(zhǎng)和發(fā)展，而系統(tǒng)供應(yīng)商和運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。這樣就給現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員帶來(lái)了與日俱增的壓力，即如何使越來(lái)越多的通信基站有效地運(yùn)行。要在控制低的維護(hù)成本的前提下保持網(wǎng)絡(luò)以最佳性能運(yùn)行就需要在每項(xiàng)維護(hù)工作中都能使用正確的工具和方法。天線和饋線系統(tǒng)的測(cè)試是移動(dòng)基站維護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通常，在新基站的建設(shè)和交付使用時(shí)，以及基站在運(yùn)行中的維護(hù)和故障查找期間，需要對(duì)天饋系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。在本文中，我們介紹了兩種適用于基站安裝和維護(hù)人員的常用的現(xiàn)場(chǎng)天饋線測(cè)試方法，以及一些使得基站管理合理化的推薦的操作規(guī)程及步驟。并推薦一種最新的天饋線分析儀器公司的系列天線和電纜分析儀。 一、故障定位測(cè)量 在每個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)中，傳輸線、天線及其附件由于暴露在惡劣的室外環(huán)境條件下而經(jīng)常產(chǎn)生故障。這些部件易于遭受各種自然和人為的破壞。 以下是天線和饋線的一些常見(jiàn)故障現(xiàn)象： 天線故障雷電，水和風(fēng)所造成的破壞來(lái)自紫外線輻射的破壞 結(jié)冰和長(zhǎng)期溫度的循環(huán)變化所造成的破壞 大氣污染所造成的腐蝕由于環(huán)境條件使天線防護(hù)罩的介質(zhì)特性發(fā)生變化，從而導(dǎo)致天線性能的變化。電纜故障 由于安裝引起的故障，如接地夾過(guò)緊而導(dǎo)致外導(dǎo)體變形電纜介質(zhì)滲水絕緣層損壞而導(dǎo)致外導(dǎo)體腐蝕接頭故障防水膠安裝不當(dāng)導(dǎo)致腐蝕與電纜的內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體連接不良安裝過(guò)緊，或由于溫度的循環(huán)變化導(dǎo)致松弛此外，還有一些特殊環(huán)境下才有的故障，如在重工業(yè)區(qū)的大氣污染所引起的腐蝕，或由于本地天氣條件引起大風(fēng)或冰所導(dǎo)致的故障。解決這些問(wèn)題需要額外的費(fèi)用，因?yàn)榭赡芤暾?qǐng)攀登到天線塔上進(jìn)行調(diào)試和維修。 基站管理的一項(xiàng)重要和有力的手段是故障距離（）的測(cè)量。對(duì)于傳輸線系統(tǒng)而言，故障距離的測(cè)量提供了回波損耗或相對(duì)于距離的變化信息。通過(guò)測(cè)量可以找出各種類型的故障，包括接頭損壞、傳輸電纜變形和整個(gè)天線系統(tǒng)性能的下降。測(cè)量的另一個(gè)意義是，從塔底至塔頂?shù)碾娎|的故障（包括其嚴(yán)重程度和沿傳輸線的相對(duì)位置）都可以很容易被確定。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員來(lái)說(shuō)更有價(jià)值的意義在于，故障距離（）的測(cè)量不但可以確定真正的設(shè)備故障，而且可以監(jiān)測(cè)天饋系統(tǒng)性能的微小的退化情況。故障定位分析對(duì)于維護(hù)是非常有用的，而這一點(diǎn)是傳統(tǒng)儀器如頻譜分析儀跟蹤信號(hào)發(fā)生器所難以做到的。 故障位置“特性”的定期監(jiān)測(cè)和比較是通信系統(tǒng)有效維護(hù)和基站有效管理的基礎(chǔ)。每個(gè)部件在傳輸線上都會(huì)產(chǎn)生反射。而每個(gè)傳輸系統(tǒng)都有其唯一的駐波或回波損耗偏差和相對(duì)位置的圖形，如果定期監(jiān)測(cè)這些特性的變化情況，就可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，從而可以在其影響系統(tǒng)性能之前對(duì)其進(jìn)行校正。在許多情況下，通過(guò)故障定位特性的分析可以精確定位由某個(gè)系統(tǒng)部件所產(chǎn)生的問(wèn)題的所在。例如，通過(guò)故障定位分析可以確定天饋系統(tǒng)的故障實(shí)際上是由劣質(zhì)的插頭而并非天線自身所引起的。以上這些知識(shí)的意義是顯而易見(jiàn)的可以減少由于盲目更換天線和電纜所造成的開支和停機(jī)時(shí)間。下面概述了基于故障定位特性分析的一些方法，通過(guò)這些方法可以使基站管理更為有效。二、故障定位特性分析法對(duì)所有正在建設(shè)中的新基站和已在運(yùn)行中的基站進(jìn)行故障定位特性分析，收集并歸擋保存故障位置的“參考數(shù)據(jù)”。 獲得用于進(jìn)行故障定位特性分析的得心應(yīng)手的儀器。故障定位特性分析是基站日常定期維護(hù)工作的一部分，而不應(yīng)在天饋系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生故障后才進(jìn)行。定期的故障定位特性分析可以在天饋系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響之前確定其故障的所在。三、故障定位分析的步驟 以下步驟描述了一種用故障分析數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估的方法： 分析過(guò)程從所需測(cè)試的基站的參考故障定位數(shù)據(jù)開始。這些數(shù)據(jù)必須從儀器的自動(dòng)記錄記憶中調(diào)用，或從計(jì)算機(jī)中獲取。如果儀器具有此項(xiàng)功能，那么就可以從儀器中上載數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行比較。 在現(xiàn)場(chǎng)完成故障定位測(cè)試。為了簡(jiǎn)化這些步驟，有些故障定位測(cè)試儀器已儲(chǔ)存了一些測(cè)試設(shè)置。請(qǐng)確認(rèn)在進(jìn)行這些測(cè)試前應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行正確校正。 與已儲(chǔ)存的故障定位特性記錄進(jìn)行比較。注意故障定位特性的任何變化之處，必要時(shí)進(jìn)行修理或更換。任何修理完成后，應(yīng)再次進(jìn)行故障定位測(cè)試，以提供天饋系統(tǒng)的新的故障定位參考特性。這些新數(shù)據(jù)同樣應(yīng)分類和儲(chǔ)存。 四、電纜損耗測(cè)量電纜插入損耗測(cè)試的準(zhǔn)確的方法是用精密的雙端測(cè)試儀器從電纜的兩端進(jìn)行測(cè)試，來(lái)確定電纜的損耗。然而這是一種理想情況，在基站的實(shí)際情況下是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)殡娎|的一端位于塔頂上。另外，大多數(shù)用于插入損耗測(cè)量的精密的雙端測(cè)量?jī)x器屬于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，不適合在現(xiàn)場(chǎng)使用。 在電纜的一端位于遠(yuǎn)處的情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)電纜損耗測(cè)量的廣泛采用的方法是使用單端儀器來(lái)測(cè)量天饋系統(tǒng)的回波損耗。其典型步驟如下：測(cè)量遠(yuǎn)端開路或短路時(shí)電纜的回波損耗。讀出回波損耗的最大值和最小值。 取二個(gè)數(shù)值的平均值并除以，即可獲得電纜的單向損耗值。用單端儀器測(cè)量電纜插入損耗的另一種更好的方法是分別獲取電纜在其遠(yuǎn)端開路和短路時(shí)的回波損耗讀數(shù)。在開路和短路之間變化時(shí)，由于反射系數(shù)的相位變化了度，軌跡也偏移了度（即最大值變成了最小值）。這二個(gè)回波損耗值是在同一頻率上測(cè)得的，取其平均值，并將其除以，即可得出電纜的單向插入損耗值。電纜損耗測(cè)量的最佳方法概述如下：測(cè)量遠(yuǎn)端開路時(shí)的電纜組件的回波損耗。在所需的頻率上做上標(biāo)記，但應(yīng)在軌跡的波峰值上。在遠(yuǎn)端短路時(shí)重復(fù)回波損耗測(cè)量。注意剛才位于波峰的標(biāo)記現(xiàn)在位于鄰近的波谷。取這二個(gè)值的平均數(shù)，并除以，所得的值即為電纜的單向損耗值。五、功率測(cè)量選件作為附加的優(yōu)勢(shì)，系列天線和電纜測(cè)試儀可以附加數(shù)字功率測(cè)試選件，為用戶提供了射頻功率測(cè)量的完整解決方案： 在線功率測(cè)量，同時(shí)測(cè)量正向和反射功率駐波比和回波損耗測(cè)量 可選終端式功率探頭，提供微瓦至毫瓦級(jí)功率的精密測(cè)量六、結(jié)論 本文中所描述的方法和測(cè)量技術(shù)是基站天饋系統(tǒng)管理和維護(hù)的核心，這有助于縮短系統(tǒng)的故障停機(jī)時(shí)間，提高現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的效率，并可減少系統(tǒng)的總運(yùn)行成本。其操作程序可歸納如