CN110166147A - 一种基站天线互调故障定位测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站天线互调故障定位测试系统及方法，包括主控端、信号源、功率放大器、合路器、耦合器、滤波器、测试端及信号接收端，所述测试端包括第一测试端及第二测试端，所述信号接收端包括定位接收机及开关控制模块，所述定位接收机的输出端连接主控端，定位接收机的第一输入端连接耦合器的耦合端，定位接收机的第二输入端连接开关控制模块的输出端，开关控制模块由主控端控制，开关控制模块的第一输入端通过双工滤波器连接第一测试端，开关控制模块的第二输入端通过滤波器连接第二测试端。本发明的实质性效果是：结构简单，成本较低，测试速度快，效率高，同时测试方法简便，故障定位准确。

Description

一种基站天线互调故障定位测试系统及方法

技术领域

本发明涉及基站天线的测试技术领域，特别涉及一种基站天线互调故障定位测试系统及方法。

背景技术

基站天线的无源互调测试一直都是基站天线测试的重点，也是天线批量生产的难点。由于基站天线存在的阵列单元多，信号分配的通路多，可能发生互调问题的故障点很多，在天线互调指标不良时，难以定位互调不良的故障点。传统的方法是通过断点测试法来寻找故障发生点，通过逐个断开的连接焊点，断开部分天线部件，根据互调的变化，寻找可疑故障点。由于天线连接的每一个焊点都会影响天线的互调，这种方法费时费力，且效率很低。

授权公告号 CN103944594B的发明公开了一种基于初始相位控制的无源互调发生点的定位方法及其系统。利用多路初始相位可控射频信号源产生一路无源互调参考信号和多路已知初始相位的无源互调激励信号，激励信号经功率放大合路后分别输入到被测器件中，产生的无源互调信号经滤波与无源互调分量参考信号经滤波相比较得到相位差，通过测量该相位差，并校正信号传输路径固定相位差，得到被测器件在无源互调激励信号上产生的相位变化信息，完成无源互调发生点的定位。该发明通过设计初始相位可控的多路射频信号源，实现了对于激励信号源初始相位的控制，以用于大功率器件无源互调发生点的定位。

上述现有技术相较于传统方法有一定的进步，但定位方法仍然较为复杂，定位效率偏低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于实现快速定位互调故障发生点，提高天线的维修效率。

以下是本发明的技术方案。

一种基站天线互调故障定位测试系统，包括主控端、共参考大功率信号源、合路器、耦合器、滤波器、测试端及信号接收端，所述测试端包括第一测试端及第二测试端，所述信号接收端包括定位接收机及开关控制模块，所述定位接收机的输出端连接主控端，定位接收机的第一输入端连接耦合器的耦合端，定位接收机的第二输入端连接开关控制模块的输出端，开关控制模块由主控端控制，开关控制模块的第一输入端通过滤波器连接第一测试端，开关控制模块的第二输入端通过滤波器连接第二测试端。其中共参考大功率信号源一般包括两个信号源及两个放大器。

本系统与传统互调分析仪相比，检测端增加到两个，第二测试端使用感应探针，定位接收机通过开关控制模块，实现两个输入端的切换，在使用过程中支持分别测试天线输入端反射互调值和天线振子的辐射互调，通过分步测试能够快速定位到互调故障点的位置，提高了天线维修的效率。

作为优选，所述开关控制模块包括控制板及开关，所述控制板由主控端控制，所述开关由控制板控制，所述开关的两个输入端在同一时间最多有一个输入端与输出端连接。开关控制模块是实现两路测试的关键节点，该模块的存在使得本系统仅需要一个定位接收机，节约了成本，提高了设备的利用率。

作为优选，所述第一测试端连接的双工滤波器为低互调双工滤波器，低互调双工滤波器的Tx端连接耦合器输出端，低互调双工滤波器的Rx端连接开关控制模块第一输入端。该滤波器需要同时兼备发射和接收信号的滤波，因此选用低互调双工滤波器。低互调双工滤波器的残余互调要比被测天线互调小10dB以上，在43dBm测试功率时，一般要求小于-120dBm。

作为优选，所述合路器为3dB电桥，3dB电桥的输入端连接互调参考信号源，3dB电桥的输出端连接耦合器输入端。3dB电桥也叫同频合路器，能将两个输入信号输出为等幅且具有90°相位差的两路混合信号。主要用于多信号合路，提高输出信号的利用率，广泛应用室内覆盖系统中对基站信号的合路，运用效果很好。

作为优选，所述耦合器的耦合度为40dB到60dB。

本技术方案还包括一种基站天线互调故障定位测试方法，使用上述的基站天线故障互调定位测试系统，包括以下步骤：

S01：将系统连接互调标准件及低互调负载进行零点校准；

S02：使用系统第一测试端进行定位测试，得到可疑故障点范围；

S03：根据定位测试结果，使用系统第一测试端及第二测试端缩小故障点范围；

S04：重复步骤S03，直至找出实际故障点。

本方法的步骤S01和步骤S02与传统方法相似，都是进行一个初步的定位测试，但本方法能够在后续的测试中，单独测试多个部位的互调值，然后再结合之前步骤所得结果，精确定位出故障点的位置。

作为优选，所述步骤S01中的互调标准件为-80dBm互调标准件。

作为优选，所述步骤S02的具体过程包括：将系统的第一测试端连接天线输入端，开关控制模块切换至第一输入端与输出端连接，进行定位测试，得到互调故障点距离天线端口距离并记录，根据该距离得到可疑故障点范围。该步骤的距离计算方法，已经是本领域技术人员已知手段，但无法确定具体故障点，该步骤需配合后续步骤一同配合才能得出结论。

作为优选，所述步骤S03的具体过程包括：系统第一测试端位置不变，将开关控制模块切换至第二输入端与输出端连接，将系统第二测试端靠近天线振子，测试传输互调并记录互调值。该步骤能够测试天线振子的互调值，互调值高代表了可能出现问题，但该步骤无法确定振子中故障的具体位置，因此该步骤需要与步骤S02结合，才能得到准确的故障点位置。

作为优选，所述步骤S04的具体过程包括：将系统第二测试端依次靠近不同的天线振子，记录不同振子的互调值，再结合可疑故障点范围，得出实际故障点。通常需要多次测试，记录下互调值最高的振子，再结合步骤S02中所得的距离信息，即可得出该振子具体的故障点位置。

本发明与传统的互调分析仪系统相比，使用了带定位功能的定位接收机测试天线的反射互调和带感应探针的测试端测试天线振子的互调辐射。先通过第一测试端定位互调故障点距离天线端口的距离，再通过第二测试端测试互调故障点在天线信号分配系统中的实际支路，两种测试结果结合取交集，最终定位互调故障的具体发生点。

本发明的实质性效果是：结构简单，成本较低，测试速度快，效率高，同时测试方法简便，故障定位准确。

附图说明

图1为本发明实施例的结构框图；

图2为本发明实施例测试的天线示意图；

图中：1-主控计算机、2-第一信号源、3-第二信号源、4-第一功率放大器、5-第二功率放大器、6-3dB电桥、7-负载、8-耦合器、9-定位接收机、10-控制板、11-开关、12-Rx滤波器、13-双工滤波器。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本技术方案作进一步阐述。

实施例：

如图1所示为一种基站天线故障互调定位测试系统，包括主控端1、共参考大功率信号源、合路器、耦合器8、滤波器、测试端及信号接收端，所述测试端包括第一测试端及第二测试端，所述信号接收端包括定位接收机9及开关11控制模块，所述定位接收机9的输出端连接主控端，定位接收机9的第一输入端连接耦合器8的耦合端，定位接收机9的第二输入端连接开关11控制模块的输出端，开关11控制模块由主控端控制，开关11控制模块的第一输入端通过双工滤波器连接第一测试端，开关11控制模块的第二输入端通过滤波器连接第二测试端。

更具体地说，包括主控计算机1、第一信号源2、第二信号源3、第一功率放大器4、第二功率放大器5、3dB电桥6、定位接收机9、负载7、耦合器8、双工滤波器13、开关11、Rx滤波器12及控制板10，其中的第一信号源2、第二信号源3及定位接收机9等共参考源，这样才能使定位接收机9测试出互调信号的稳定相位。其中的耦合器8的耦合度为50dB。主控计算机1通过网络总线控制第一信号源2、第二信号源3、定位接收机9及控制板10。

第一信号源2连接第一功率放大器4的信号输入端，第二信号源3连接第二功率放大器5的信号输入端。第一功率放大器4的输出端连接3dB电桥6的一个输入端，第二功率放大器5的输出端连接3dB电桥6的另一个输入端，3dB电桥6的一个输出端接功率负载7， 3dB电桥6的另一个输出端连接耦合器8输入端，耦合器8的输出端连接双工器的Tx输入端，耦合器8的耦合端连接定位接收机9互调参考通道。开关11连接定位接收机9互调输入端，开关11第一输入端连接双工滤波器13的Rx输出端，开关11第二输入端连接Rx滤波器12的输出端。Rx滤波器12的输入端通过射频电缆连接一感应探针。主控计算机1可以通过控制板10控制开关11的切换。

测定原理是，假定所述第一信号源2的发射频率为f1，第二信号源3的发射频率为f2，定位接收机9的接收到的频率为f3，且满足f3=2f1- f2或f3=2f2- f1；通过扫描发射频率f1或f2可以得到f3在一段频率范围内扫描的互调信号，f3扫描的频率范围需在双工滤波器13的Rx通道频率范围内。分别测试互调参考信号与反射互调信号的幅度与相位值，求得反射互调信号相对于互调参考信号的幅度与相位信息。将这一段范围内的互调矢量相对值进行傅立叶反变换即可求解出互调发生点位置信息。

现以内部结构如图2所示的天线为例，说明本方法的天线互调故障点排查过程。该天线包含一个输入端和8个辐射振子单元，包含A到Q共17个焊点，这些焊点都可能是互调故障发生点。同时B、C、D、E以及F、G、H、I这些点到天线输入端的距离分别相同。

本实施例的测试方法包括：S01：将系统连接互调标准件及低互调负载7进行零点校准；S02：使用系统第一测试端进行定位测试，得到可疑故障点范围；S03：根据定位测试结果，使用系统第一测试端及第二测试端缩小故障点范围；S04：重复步骤S03，直至找出实际故障点。

具体来说，是将测试系统第一测试端连接-80dBm互调标准件和低互调负载7，对系统进行零点校准，确定测试端处为零点。

然后将测试系统第一测试端连接天线输入端，开关11切换至双工滤波器13的Rx端。进行定位测试，得到互调故障点距离天线端口距离并记录。假定根据故障点距离，确定B、C、D、E为可能故障点。

之后将系统第二测试端的耦合探针靠近天线振子1，开关11切换至Rx滤波器12端，测试传输互调并记录互调值，将耦合探针靠近天线振子2～8，重复以上测试并记录互调结果。最终振子3耦合测量到的互调值最高，其余端口由于端口间隔离所测得互调小15-20dB。

根据测试结果分析互调发生在振子3支路，该振子包括的可能互调故障点为A、D、L，再根据前一步所得故障点距离信息分析可能的故障点为B、C、D、E，结合分析得到重合的位置点D的即为实际故障点。

综上，本实施例不需要一次次重复测量故障点与测试端的距离，而是测一次距离后，把重点转移到测量天线不同振子上，通过距离信息以及故障振子的确定，取交集得出结论。具有检测速度快，操作便捷，准确性高的特点。

应当说明的是，该具体实施例仅用于对技术方案的进一步阐述，不用于限定该技术方案的范围，任何基于此技术方案的修改、等同替换和改进等都应视为在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基站天线互调故障定位测试系统，包括主控端、信号源、功率放大器、合路器、耦合器、双工器、滤波器、测试端及信号接收端，其特征在于，所述测试端包括第一测试端及第二测试端，所述信号接收端包括定位接收机及开关控制模块，所述定位接收机的输出端连接主控端，定位接收机的第一输入端连接耦合器的耦合端，定位接收机的第二输入端连接开关控制模块的输出端，开关控制模块由主控端控制，开关控制模块的第一输入端通过双工滤波器连接第一测试端，开关控制模块的第二输入端通过滤波器连接第二测试端。

2.根据权利要求1所述的一种基站天线互调故障定位测试系统，其特征在于，所述开关控制模块包括控制板及开关，所述控制板由主控端控制，所述开关由控制板控制，所述开关的两个输入端在同一时间最多有一个输入端与输出端连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种基站天线互调故障定位测试系统，其特征在于，所述第一测试端连接的双工滤波器为低互调双工滤波器，低互调双工滤波器的Tx端连接耦合器输出端，低互调双工滤波器的Rx端连接开关控制模块第一输入端。

4.根据权利要求1或2所述的一种基站天线互调故障定位测试系统，其特征在于，所述合路器为3dB电桥，3dB电桥的输入端连接共参考的功率信号源，3dB电桥的输出端连接耦合器输入端。

5.根据权利要求1或2所述的一种基站天线互调故障定位测试系统，其特征在于，所述耦合器的耦合度为40dB到60dB，耦合器取样两路信号源用于产生互调参考信号。

6.一种基站天线互调故障定位测试方法，使用权利要求1至4中任意一种基站天线故障互调定位测试系统，其特征在于，包括以下步骤：

S01：将系统第一测试端连接互调标准件并串接低互调负载进行零点校准；

S02：使用系统第一测试端进行定位测试，得到可疑故障点范围；

S03：根据定位测试结果，使用系统第一测试端及第二测试端缩小故障点范围；

S04：重复步骤S03，直至找出实际故障点。

7.根据权利要求6所述的一种基站天线互调故障定位测试方法，其特征在于，所述步骤S01中的互调标准件为-80dBm互调标准件。

8.根据权利要求6所述的一种基站天线互调故障定位测试方法，其特征在于，所述步骤S02的具体过程包括：将系统的第一测试端连接天线输入端，开关控制模块切换至第一输入端与输出端连接，进行定位测试，得到互调故障点距离天线端口距离并记录，根据该距离得到可疑故障点范围。

9.根据权利要求6所述的一种基站天线互调故障定位测试方法，其特征在于，所述步骤S03的具体过程包括：系统第一测试端位置不变，将开关控制模块切换至第二输入端与输出端连接，将系统第二测试端靠近天线振子，测试传输互调并记录互调值。

10.根据权利要求9所述的一种基站天线互调故障定位测试方法，其特征在于，所述步骤S04的具体过程包括：将系统第二测试端依次靠近不同的天线振子，记录互调值最高的振子，再结合可疑故障点范围，得出实际故障点。