室分器件及故障排查

室内分布器件及故障排查目录室内分布系统无源器件介绍射频基本参数介绍无源器件介绍器件故障及其对网络的影响室分系统的故障排查思路室分系统故障排除方法射频基本参数介绍热噪声介绍所有功耗（电阻性）单元都会产生热噪声或称Johnson噪声。这种噪声功率可以表达为PN＝KTB，单位为Watt（注：Pn与电阻阻值大小无关）。这里K=波尔兹曼常数，T是Kelvin表示的绝对温度，B是用以测量噪声功率的频带宽度。在室温下，1Hz频带宽度内产生的热噪声功率为：在理想的无其他噪声的系统里，热噪声决定了最低可检测信号电平。射频基本参数介绍功率/电平是指放大器输出信号能量的能力，直放站的输出功率一般就是它的ALC电平宽。一般单位为w、mw、dBm。注：dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。换算公式：电平（dBm）=10lg功率（mw）1（mw）5w10lg5000=37dBm10w10lg10000=40dBm20w10lg20000=43dBm从以上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm增益是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能力,即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能力。射频基本参数介绍插损当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用dB表示。带内波动是指在有效工作频带内最大和最小电平之间的差值。工作带宽器件应用中最高频率与最低频率的差值。噪声系数噪声系数定义为系统输入信噪功率比（SNR0）与输出信噪功率比（SNR1）的比值。噪声系数表征了信号通过系统后，系统内部噪声造成信噪比恶化的程度。噪声系数越小越好。噪声系数、增益与输出线性属放大器的三个基本属性。射频基本参数介绍线性线性通常用来度量放大器使信号形状失真的程度。通常要求放大器工作在线性工作环境中，即输入与输出的信号完全一样，只是工作幅度被放大或缩小。互调互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。互调产生的本来并不存在“错误”信号，此信号会被系统误认为是真实的信号。互调可由有源元件（无线电设备、二极管）或无源元件（电缆、接头、天线、滤波器）引起。射频基本参数介绍互调产生的原因构件材料因为磁滞的关系，铁质材料是属非线性的材料不纯电镀问题接触区域/电流密度触点压力隔离度本振或信号泄漏到其他端口的功率与原有功率之比，单位为dB。无源器件介绍功率分配器:微带/腔体定向耦合器:微带/腔体异频合路器同频合路器3dB电桥负载衰减器无源器件介绍功率分配器:按照结构分类:微带/腔体功分器按照输出端口分类:二、三、四路功率分配器按照器件使用频段分类:806～960MHz频段806～2200MHz频段

806～2500MHz频段1710～2500MHz频段功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器通常为能量的等值分配，通过阻抗变换线的级联与隔离电阻的搭配，具有很宽的频带特性。功分器基本分配路数为2路、3路和4路，通过它们的级联可以形成多路功率分配。无源器件介绍插入损耗：器件直通损耗，其计算公式为所有路数的输出功率之和与输入功率的比值，或单路的实际直通损耗减去理想的分配损耗，一般理想分配损耗由下式获得：理想分配损耗（dB)=10log(1/N)N为功分器路数在分布系统中，功分器作为下行信号来说是个功率分配器，对上行信号来讲又是个(小信号)合路器。功率分配器上标注的功率是指输入端口的最大输入功率，而作为(小信号)合路器来讲，不能在输出端口按标注的功率输入信号。无源器件介绍典型的二路功分器有微带（Wilkinson）和腔体（电抗）两种，二者各有优点，本说明阐述二者的区别：①腔体功分器和微带功分器的特点：腔体功分器是同轴结构，它将输入的50Ω阻抗变换为25Ω（使用内外导体的不同比率），25Ω阻抗可以良好的与两个输出50Ω的并联阻抗匹配。微带功分器通常用带状线结构设计，由一对1/4波长阻抗为70.7Ω的带状线组成，输出端口之间串联一个100Ω的电阻。无源器件介绍②插损是每个无线分布系统设计的天敌腔体功分器的内导体的材料用黄铜，表面镀银，外壳用铜或铝，用空气介质，可以认为是损耗最小的传输线（除超导），损耗通常为0.05dB或更小，但通常标为0.1dB，因为要测试这么小的插损非常困难。微带功分器采用微带板设计，具有固有的0.3到0.5dB的损耗，听起来并不大，但经过多个功分器的累积，结果是很大的。③系统的可靠性和安全性对微带功分器来说，如果一个电缆或天线损坏，可能造成功分器的开路或短路。但因为输出间有隔离，一个臂的问题不会影响到另一臂。而腔体功分器没有电阻可烧，所以一旦产生开路或短路，其可马上恢复正常工作。无源器件介绍功分器为什么不能作大功率合路器使用？一般来讲，功分器也可以作合路器使用。区别在于承受的功率不同。以二功分器为例说明。如图：作为功分器来讲，信号从IN输入，当信号到达A、B二点时为同频同相信号。所以R上无电流流过即无功率损耗。信号被平均分配到out1和out2上。而此时的功率容量主要取决于微带线承载的功率。当然R值的选取还应考虑out端开路、短路情况。由于功分器通常采用微带结构，平衡电阻R一般取值不大。且散热面也不够大。所以功分器不宜作大功率合成使用。而两个大功率的载波信号合成建议采用3dB电桥。由于3dB电桥可采用腔体结构，且可采用大功率外接负载适合大功率信号合成使用。无源器件介绍耦合器在室分系统中,往往需将一路射频信号功率按比例分成几路,这就是功率分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器。微带定向耦合器（5dB/6dB/7dB/10dB/15dB/20dB/25dB/30dB/40dB/50dB）腔体定向耦合器（5dB/6dB/7dB/10dB/15dB/20dB/25dB/30dB/40dB/50dB）若按照使用频段划分:1）806～960MHz频段定向耦合器2）806～2200MHz频段定向耦合器3）806～2500MHz频段定向耦合器4）1710～2500MHz频段定向耦合器无源器件介绍耦合器几个关键指标：耦合度插入损耗隔离度功率容量工作频带项目性能指标工作频率(MHz)800~2500偏差耦合度≤7dB≤±0.67dB<耦合度≤30dB≤±1.0耦合度>30dB≤±1.5插入损耗耦合度≤10dB≤0.5dB耦合度>10dB≤0.3dB驻波比≤1.25隔离度耦合度≤15dB≥20dB耦合度>15dB≥30dB三阶互调≤－120dBc无源器件介绍腔体的特点腔体耦合器与微带耦合器：相比最大优点是插入损耗小。由于损耗少及导热面积大，它的承载功率也较微带器件要大得多。此外，由于耦合带的截面积较大，在制造工艺中，可以采用接插件与耦合带线螺纹连接，使连接的可靠性大为增加，无虚焊的可能性，即使连接件内导体松动也不至影响器件的使用。腔体功分器与微带功分器：相比最大优点是插入损耗小。无隔离电阻的腔体功分器使室内分布系统的可靠性提高。无源器件介绍衰减器在相当宽的频段范围内一种相移为零、其衰减和特性阻抗均与频率无关的常数，由电阻元件组成，其主要用途是调整电路中信号大小、改善阻抗匹配。衰减器可以分为两种类型：固定的和可变的。通常工程上我们多采用固定衰减器。目前我们多采用的有5dB、10dB、15dB、20dB、30dB、40dB等。衰减器我们最关注的指标是衰减大小、功率容量大小等。无源器件介绍负载终端在某一电路（如放大器）或电器输出端口，接收电功率的元器件、部件或装置统称为负载。对负载最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。无源器件生产的工艺要求无源器件相对有源来讲由于构成无源器件的原件非常之少，所以它的生产相对简单，但是由于器件的频率很高，对于加工细节的要求也相应较高。电缆头内导体采用铍青铜材料，加工并收口处理后，滚镀银或三元合金或金；外导体采用黄铜材料，加工后表面作三元合金或镀银处理。我们来作个实验：在电缆接头的内导体插孔中插入摄子钳，电缆接头的内导体插孔大约被扩张1mm。摄子钳拔出后，内导体插孔没有收缩到原位，内导体被损坏，见照片。造成该现象的原因是内导体未采用铍青铜的弹性材料，而使用的是普通无弹性铜材，其后果是电缆头内导体不能形成持久的抓力，在使用一段时间后，由于腐蚀氧化等原因，最终造成电缆头和电缆座接触不良。无源器件生产的工艺要求无源器件的三阶互调主要由接头部分产生。我们对器件所用的接头进行了严格控制，包括结构尺寸、材料、镀层等方面。结构尺寸符合国标；接头内导体材料用铍青铜，可保证接触紧密。镀层采用三元合金或镀银，镀金零件不用镍打底。采取以上措施，可有效的提高器件的三阶互调指标。例如，在防水、防腐、防锈、防尘、防潮的工艺处理：采用整体铝材铣床加工全部采用不锈钢螺丝表面防腐处理上下盖装配时涂防水导电胶无源器件生产的工艺要求调谐螺杆被保护的合路器普通结构的合路器合路器在工程安装上的防护需要无源器件生产的工艺要求防水合路器防水合路器内部防水合路器目录室内分布系统无源器件介绍器件故障及其对网络的影响室分系统的故障排查思路室分系统故障排除方法故障和其对网络影响的对照表序号故障现象故障问题故障分析故障处理1覆盖区域没有信号设备电源故障设备停电或是电源故障导致设备没有输出检查电路或是跟换电源设备下行模块故障设备的下行模块停止工作，没有输出跟换相应的下行模块信源故障信源故障导致没有输出2覆盖区域信号弱设备下行模块故障设备下行模块工作异常，增益变弱跟换相应下行模块信源故障信源故障导致信源输出弱3覆盖区域有信号但是无法上线下行变频模块故障设备下变频模块输出的射频信号的频率发生偏移，导致无法正常上线跟换变频模块4覆盖区域有信号、可以上线，但是无法听见对方语音设备上行模块故障设备上行模块故障，导致上行信号无法放大跟换相应上行模块设备上行模块供电故障设备的上行模块供电故障，导致该模块的上行无输出或是输出弱跟换电源模块5覆盖区域有信号，但是通话质量不好设备下行模块故障设备的下行模块工作故障，导致输出的下行波形质量差跟换相应下行模块有源器件：故障和其对网络影响的对照表无源器件：序号故障情况故障现象故障分析故障处理1合路器接线错误整个覆盖区域无信号、基站驻波告警合路器导致信号输出插损大、驻波高，覆盖区无信号检查合路器接线，按正确标识接线,并测试合路器输出2主干线接头松动、或馈线断整个覆盖区域无信号、基站RSSI告警、基站驻波告警接头松动导致驻波高、出现微放电现象底噪抬高；馈线断导致驻波高通过查主干线驻波比，找出故障点并解决3微带功分器作为同频合路器整个覆盖区域无信号微带功分器做合路器使用时承受功率有限，较大的功率会导致器件烧毁更换成3dB电桥4天馈系统主干线耦合器反接部分楼层信号弱耦合器接错导致信号插损大，覆盖区信号弱检查耦合器，调整方向5天线驻波比较高部分覆盖区域信号弱、基站驻波告警、手机发射功率大器件问题导致覆盖区信号弱，手机发射功率偏大检查天馈系统分支驻波比，找出驻波较高天线并更换6法兰盘损坏设备不能正常工作法兰盘损坏，光损耗大更换法兰盘7电桥隔离度差基站出现干扰采用电桥合路多网信号，因隔离度不高导致杂散干扰更换为高隔离度的合路器8合路器功率容量小覆盖区信号弱合路器容量小，导致合路器腔体烧毁，插损大更换大功率容量的合路器9避雷器故障基站驻波告警避雷器直流击穿电压过低，大功率情况下导通，器件之间不匹配导致驻波高更换高击穿电压放电管的避雷器目录室内分布系统无源器件介绍器件故障及其对网络的影响室分系统的故障排查思路室分系统故障排除方法室分系统的故障排查思路室分系统的故障排查思路进行室内分布系统故障分析时，通常按照下列步骤：检查基站部分，是基站故障应根据故障现象及时通报运营商，组织对基站检修对有源直放站设备进行检查，发现设备故障，及时对设备进行维修或更换对天馈系统进行检查，发现天馈系统故障，立即用驻波比测试仪确定故障点，并组织天馈系统整改如果排除了基站故障、设备故障和天馈系统故障，则判定为系统故障，需要对整个室内分布系统进行综合分析，判断是否直放站自激、是否上行噪声干扰基站等原因，对系统参数进行相应的调整。室分系统的故障排查思路设备故障分析检查直放站设备的供电是否正常，如果是电源模块故障，需要更换供电模块。用频谱仪检查设备的下行输入功率，下行输出功率是否正常。如果下行输出功率不正常，则可以判断设备下行链路中某一模块故障，逐个检查各模块的输入输出功率是否正常，从而确定发生故障的模块。覆盖区内手机接收场强正常，但无法建立呼叫的现象，可以初步判定为直放站上行链路故障。在设备离网状态下，用频谱仪和信号源检查直放站设备的上行增益；在设备工作状态下，在设备上行输出端接频谱仪测量上行输出功率，如果判定设备上行增益过小，对上行各模块逐一进行检查，判断发生故障的模块，并进行更换。对于光纤直放站还应检查光电转换模块的光收发功率是否正常。对于光近端机，如光盘发光功率不正常，可以初步判定光盘故障，更换光盘看故障是否消除。如果光盘收光功率不正常，应检查远端机发光功率和光纤、尾纤、光法兰盘、光衰耗器、光分路器等无源器件。室分系统的故障排查思路天馈故障分析：确认基站，有源设备等信号源的输出功率都正常后，可初步判断为天馈系统故障。在覆盖区内用测试手机详细测试，确定故障区域的范围。断开信号源（基站或直放站设备），用驻波比测试仪测量天馈系统的驻波比，并确定故障点的位置。注意采用DTF方式既可测驻波比又可查故障点。恢复信号源设备与天馈系