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宿州市电信分公司(工程部)直放站组成原理1、直放站方面:a、直放站增益、功率、噪声系数、天线的隔离度 直放站的基本原理下 行上行上图为直放站的基本组成A、双工器:由一个环行器和两个滤波器组成,如下图:其中环行器起信号分路的作用,一共为三个口,1 口入信号从2 口出,2 口入信号从3 口出,3 口入信号从1 口出,如下图:滤波器为带通滤波器,分别为上行滤波器及下行滤波器,起滤除通带外信号的作用,要 求对通带内信号衰减小而通带外衰减大,一般来说,通带内衰减在0.5到1.0dB之间, 通带外衰减随距中心不同而不同,通带外衰减曲线越陡峭则带外衰减特性越好ReftB、滤波器为带通单工滤波器,分上、下行,一般用于低噪放与功放之间,起滤波及匹配作用, 其特性同双工器中的滤波器C、低噪放是一种低噪声放大器,其主要指标有噪声系数、增益、放大带宽及平坦度,其噪声 系数一般在0.5到1.5dB之间,直放站噪声系数主要由其决定,且直放站增益一般 其上面调节;主要用于直放站上、下行链路的前级放大器,干放的上行放大器1、增益及其调节方法:A、增益:线性工作范围内对输入信号的最大放大倍数,其调节调节范围为最 大增益与最小增益的的差值B、数字衰减方法:此方法增益可调值一般为31dB,步长为1dB,由5位数码 开关控制,其衰减值分别为1dB、2dB、4dB、8dB、16dB,共31dB,用此 方法进行衰减调节的直放站增益误差较小10dB之内为1dB,10到31dB 之内为1.5dBC、模拟电压调节方法:此方法增益可调值不定,主要采用模拟电压调节其内部的PIN二极管的衰减量,其衰减量一般不准确,对直放站进行调节难度 较大,工程上主要调节方法有:(1)用一字螺丝刀调节电位器来控制PIN二极管的衰减量(2)用键盘或笔记本电脑来调节其内部的数控电位器的电阻来控制PIN二极管的衰减量(3)采用多个电位器,用单刀多挚开关来调节衰减量2、噪声系数及衰减量与直放站噪声系数的关系A、噪声系数:在工作频带范围内,正常工作时输入信噪比与输出信噪比的差 值。测试方法如下:直接在噪声系数测试仪上读数B、衰减量与直放站噪声系数的关系按直放站设备国标要求,直放站的噪声系数在任何情况下要小于5dB,但如果 直放站的衰减量全部在低噪放上调节时,噪声系数很难达到国标要求,如下图,当 衰减调节量大于低噪声放大器的噪声时,直放站的噪声系数急剧增大,此时直放站 每降低1dB增益,噪声系数相应增大1dB,由于这一原因,部分厂家的直放站增益 分在两部分上调节,即低噪放上调一部分,功放上调一部分(1)衰减全部在低噪放上调节:增益低时噪声系数大;增益低时可能导致 低噪声放大器易饱和,致使直放站输出功率不够(2)衰减全部在低噪放上调节:噪声系数随增益变化不大,但增益低时很 容易导致直放站输出功率低低噪放组成原理图低噪声放大器衰减调 节后端放 大器D、功放为功率放大器,其主要指标有输出功率、自动电平控制、三阶互调、增益、放大带宽、平坦度等1、增益:同低噪放2、输出功率:输出功率是指直放站在线性工作区内所能达到的最大功率如上图,增大信号发生器的输出功率,在增益不变的条件下,功放能达到的最大输 出3、自动电平控制(ALC):自动电平控制是指当功放工作与最大增益且输出为最大 功率时,增加输入信号电平,功放对输出信号电平的控制能力,其标准为当输入信 号电平增加10dB时,输出功率应保持在2dB之内4、三阶互调:当以工作频带内的两个信号fl、f2输入功放后,由于功放的非线性 而在其输出端口产生互调产物,其频率为2f1-f2,2f2-f1,其特性如下图,3f1-2f2、 3f2-2f1为五阶互调5、输出功率与直放站输出功率的调试(以2W直放站为例)在进行直放站工程调试时,直放站输出功率应留有一定的余量A、GSM直放站:a、直放站在满功率输出时互调性能差b、测试时一般只能测量出其BCCH的功率,而TCH的功率无法测试,因此 为保证直放站在线性状态下对TCH进行放大必须留有一定的功率余量B、CDMA直放站:根据各厂家直放站测试后总结,增益对噪声系数影响可分为以下几种类型A、宽带直放站此种直放站整个带内的信号进行放大,本身的噪声系数最低,进行增益调节时,20dB之内噪声系数变化不大,基本能满足系统对噪声的要求,但因带宽不可 调节,致使该种直放站在环境信号较复杂的地方不能使用,否则直放站输出信 号混乱,且直放站输出功率低,三阶互调大B、选带直放站下行此种直放站可进行带宽调节,可滤除部分不需放大的信号,本身的噪声系数较 高,进行增益调节时,噪声系数变化大,如增益设置较低,噪声较难满足系统 对噪声的要求,调节直放站时一般把输入信号通过衰减器设置到一个合适的电 平,此时微调直放站的衰减可满足系统对噪声的要求C、选频直放站此种直放站能对单个频点进行选择放大,可滤除所有不需放大的信号,本身的 噪声系数与选带直放站相当,但此直放站只能用于基带跳频的系统中,不能用 于射频跳频的系统中;进行增益调节时,噪声系数变化大,如增益设置较低, 噪声较难满足系统对噪声的要求,调节直放站时一般把输入信号通过衰减器设 置到一个合适的电平,此时微调直放站的衰减可满足系统对噪声的要求D、移频直放站(1)远端(2)近端此种直放站成本高,且调节困难,噪声系数跟链路衰减有较大的关系,根据测 试情况,此种直放站噪声系数高,直放站输出信号信噪比差,组网图如下:如采用基站直接耦合,直放站近端可减小一个下行低噪放及一个上行功放 增益调节:下行增益一般放在远端的变频低噪放及下变频器上调节,上行增益 放在近端的变频低噪放及下变频器上调节E、光纤直放站一般采用直接基站耦合,光调制后通过光纤传输,在光解调后对射频信号进行 放大,分近端和远端两部分(1) 远端(2) 近端光纤直放站的调试注意事项及方式:(A)光端机射频输入信号:光端机输入信号控制在-20dBm到-5dBm之间(B) 光端机的光输出一般在-2dBm到+3dBm之间,光接收范围一般在-20dBm 到 0dBm 之间(C)采用基站耦合的光纤直放站下行增益一般在远端的下行功放上调节, 上行增益一般在近端的上行功放上调节,近端的下行低噪放增益低或 无低噪放,近端的上行功放增益较低,主要用来进行上行增益控制组网图如下:(D)光纤直放站噪声:光纤直放站的噪声主要处决于光端机的噪声,因此调 试光纤直放站时,应尽量使直放站的上行低噪放增益高(在满足光端机的输入 功率范围内),改善直放站上行的整个噪声系数;采用基站耦合的光纤直放站 下行噪声系数较大,因输入信号较强,在光端机正常的条件下,下行输出信号 的信噪比应能满足要求F、干放主要用于放大直放站或微蜂窝以增大覆盖范围,各厂家的干放设计思路各不相 同,对比各厂家的实际应用情况,干线放大器的增益在30到35dB的成本最低 且效果相同,其原理如下图:部分厂家干线放大器设计缺点:(1)增益高:成本高,其上行需增加功放,下行需增加低噪放(2)增益不可调:增大方案设计难度,难于达到设计要求(3)上行采用大功率输出输出模块,未采用低噪放:整机热量大,难于散热,噪声系数高,对直放站或微蜂窝的上行噪声影响大功率的转化公式:P(dBm)=10 log 10P (mW) /P0 (mW),其中 P0 为 1mW。直放站的增益(dB):直放站输出的功率与输入的功率之比。直放站的底噪声(dBm):底噪声测试时与仪器的RBW参数有关,一般来说无线 信道的带宽为多少,RBW也应设置相应的值。如GSM设置为200KHZ, CDMA设 置为1.23MHZ,如仪器不能设置上述值,则应设置相近的值,并通过相应的计算方 法转化,如测试GSM系统低噪声RBW设置为100KHZ时,应在测试结果上加上 +3dBo天线的隔离度(dB):天线的隔离度必须大于直放站的增益,否则会引起直放站自 激,导致直放站陷入死循环。工程上天线的隔离度应大于直放站的增益+1015dBb、频谱分析仪的作用及使用方法1. 带扫频源频谱分析仪(主要测量功率、平坦度、带外抑制、增益,使用方 法:主要设置中心频率、带宽、参考电平、RBW)2. 不带扫频源频谱分析仪(主要测量功率,使用方法:主要设置中心频率、 带宽、参考电平、RBW)c、驻波比测试故障定位法扫频测试法
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