CN204008853U - 一种扫频仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种扫频仪，包括扫频模块、放大器、衰减器、数据处理模块、显示模块、频谱模块、带通滤波器、输入模块，扫频模块与衰减器通过放大器相连；放大器与频谱模块相连；频谱模块与带通滤波器相连；衰减器与显示模块通过数据处理模块相连；输入模块与显示模块相连。本实用新型的扫频仪通过在频谱模块端添加带通滤波器可完全避免谐波失真，极大的方便建站前的干扰排查工作，很好的解决了扫频过程谐波信号干扰的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线网络优化技术领域，特别涉及一种扫频仪。
背景技术
随着移动通信技术的迅速发展，无线网络环境越来越复杂，各种干扰信号越来越多，因此在建网前期需做清频(对干扰频率进行过滤清除)测试、干扰排查工作。扫频仪的频谱功能和频谱仪在捕捉真实无线环境信号上的工作原理是一样的，它是利用频率域对无线信号进行分析、研究处理的一种仪器，广泛应用于干扰信号的测量、频谱的监测等领域，因此在建网前期扫频仪和频谱仪大量应用于清频测试、干扰排查工作。
实际无线环境的测试中当天线端口输入的GSM信号或同频段的干扰信号功率大于器件的线性工作范围时，扫频设备对源信号的测量就会产生谐波信号，且多个强信号输入时，还会产生GSM信号互调后的谐波产物。
对于谐波的抑制能力决定了测试中对实际信号测量的准确性，放大器由于其非线性(输入输出不是正比例的情形)特性，决定了对谐波抑制能力的局限性,所以在扫频测试中非线性射频器件都会产生谐波，如图1所示为其原理图，f1代表第一频率的谐波，f2代表第二频率的谐波。
实用新型内容
本实用新型的目的是公开一种扫频仪，以解决现有技术中存在的扫频时谐波信号影响的问题。
本实用新型扫频仪包括：扫频模块、放大器、衰减器、数据处理模块、显示模块、频谱模块、带通滤波器、输入模块，扫频模块与衰减器通过放大器相连；放大器与频谱模块相连；频谱模块与带通滤波器相连；衰减器与显示模块通过数据处理模块相连；输入模块与显示模块相连。
在上述技术方案中，扫频模块为用于对扫频信号进行采样并发送给放大 器的模块。
在上述技术方案中，放大器为用于对接收到的所述扫频信号进行放大的放大器。
在上述技术方案中，衰减器为用于对经过放大的扫频信号进行衰减的衰减器。
在上述技术方案中，数据处理模块为用于对扫频信号进行分析，并将分析结果发送给显示模块的模块。
在上述技术方案中，显示模块为用于对输出的扫频信号信息进行显示的模块。
在上述技术方案中，频谱模块为用于对扫频信号的功率、频率进行分析的模块。
在上述技术方案中，带通滤波器为用于对扫频过程出现的干扰信号进行过滤的滤波器。
在上述技术方案中，输入模块为键盘。
本实用新型的扫频仪通过在频谱模块端添加带通滤波器可完全避免谐波失真问题，极大的方便建站前的干扰排查工作，很好的解决了扫频过程谐波信号干扰的问题。
附图说明
图1是现有技术中扫频时放大器产生谐波的原理图；
图2是本实用新型的扫频仪的结构示意图；
图3是对谐波信号产生原因的分析流程图；
图4是现有技术的扫频仪频谱设计图；
图5是本实用新型的扫频仪频谱设计图；
图6是放大器产生谐波失真时信号增长示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的几个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
为了解决现有技术中存在的扫频时谐波信号影响的问题，本实用新型提 出了一种扫频仪，如图2所示，包括：扫频模块10、放大器20、衰减器30、数据处理模块40、显示模块50、频谱模块60、带通滤波器70、输入模块80，扫频模块10与衰减器30通过放大器20相连；放大器20与频谱模块60相连；频谱模块60与带通滤波器70相连；衰减器30与显示模块50通过数据处理模块40相连；输入模块80与显示模块50相连。
扫频模块10用于对扫频信号进行采样，包括传输特性和阻抗特性等，并将采样结果发送给放大器20；放大器20用于对接收到的扫频信号的电压或功率进行放大，对扫频信号进行复现和增强；衰减器30用于对经过放大的扫频信号进行衰减，调整扫频信号的功率、电平等；数据处理模块40用于对扫频信号的传输特性、阻抗特性、功率、电平等进行分析处理；显示模块50用于对输出的扫频信号信息进行显示；频谱模块60用于对扫频信号的功率、频率进行测量；带通滤波器70用于对扫频过程中出现的干扰信号进行过滤，带通滤波器70通过某一频率范围内的频率分量，将其他范围的频率分量衰减到极低水平；输入模块80用于对扫频仪进行输入操作。
扫频仪的频谱模块60与频谱仪的原理相同，扫频仪外接频谱仪与扫频仪中内置频谱模块60的实际技术效果相同，为便于操作，在本实用新型的实施例中，以频谱仪的测试结果替代频谱模块60的测试结果。
在使用扫频仪对F频段(1880-1900MHz)干扰扫频时发现大量的干扰信号，同时使用频谱仪进行了测试，也发现和扫频仪相同的干扰，通过对干扰信号时域上的观察，谐波信号的时域特征波形为0.57ms左右，为典型的GSM信号。
如图3所示，对上述干扰信号进行处理的具体流程如下：
步骤101：收集扫频仪的扫频数据；
步骤102：对扫频数据的干扰信号类型进行分析；
步骤103：对干扰信号产生的原因进行分析，判断是基站自身产生的谐波还是天线老化问题产生的干扰，转入步骤105；
步骤104：对扫频仪、频谱仪本身进行验证；
步骤105：进行干扰原因的验证分析；
步骤106：找到干扰信号产生的原因，进行相应处理；
步骤107：解决问题。
具体干扰原因的分析：
通过扫频测试的数据以及频谱仪测试数据分析来看，干扰类型的特征与GSM二次谐波的特征非常相似，可能是GSM900信号导致的谐波干扰。
对GSM谐波产生的原因进行了分析：
(1)天线老化对谐波的影响；
(2)基站设备RRU(Radio Remote Unit，射频拉远单元，用于在远端将基带光信号转成射频信号放大传送出去)设备信号源自身产生的谐波影响。
对以上分析的原因分别进行验证：
(1)更换天线进行测试
以贵阳市1HX_轻骑集团站点为试点进行天线更换，2次分别更换京信和TKB天线，GSM900谐波仍然存在，排除天线问题。
(2)GSM900信源端增加GSM900M的二次谐波滤波器测试
在GSM900信源端增加GSM900谐波/杂散滤波器进行测试，谐波信号仍然存在，排查GSM900信源问题。
(3)GSM信源模块实验室镜像验证
为了排查GSM900基站本身可能产生的谐波干扰，我们对GSM900基站进行了谐波的测试验证，选取1XH_沱江巷1小区(该站点扫频也存在干扰问题)为实验室，完全镜像环境对MRFU V1900M模块(编码：02317093)在TD-LTE频段二次谐波/互调的测试，1小区配置3载波基带跳频，3个载波对应频点分别为9、25和70，每载波配置功率25W(44dBm)，其二次谐波信号大小大约在-82Bm/100KHz，模块对二次谐波的抑制度大约为44-(-82+3)＝123dBc；互调信号大小大约为-73dBm/100KHz，模块对互调信号的抑制度为44-(-73+3)＝114dBc。模块在1880-1900频段的发射杂散水平完全满足GSM协议要求，由此可判断，基站本身谐波干扰对测量结果基本无影响。
通过以上的测试基本可以排除扫频仪、频谱仪所测试到的谐波来自于基站本身以及天线老化的可能。
(4)扫频仪、频谱仪增加1880-1900MHz带通滤波器进行验证
通过在扫频仪和频谱仪端增加1880-1900MHz滤波器对1880-1900MHz频段进行扫频验证发现，增加了滤波器后，干扰消失。
扫频仪频谱模块60与扫频模块10独立，频谱模块60的原理和便携式频谱仪原理相同。鉴于在不外接带通滤波器70的情况下，扫频仪和频谱仪在900MHz强信号二次谐波饱和失真会对清频结果产生一些不利影响，针对此情况可选择外接带通滤波器70，或者将设备内部进行升级，升级后的效果等同于外接带通滤波器70，如图4、图5所示分别为现有技术及本实用新型的扫频仪频谱设计图。
从以上测试可以发现，通过使用带通滤波器70对1880-1900MHz频段外的信号进行滤净后，之前扫频仪和频谱仪的GSM900二次谐波消失，由此可以判断，很有可能是由于扫频仪和频谱仪接收到GSM900信号过强，导致测试设备受到阻塞而失真产生的谐波信号，在此，我们对扫频仪和频谱仪进行了失真门限的测试，具体测试流程如下：
步骤201：给频谱仪灌入强GSM900信号，使其非线性失真，在1880-1900MHz产生二次谐波。
步骤202：逐步降低GSM900信号的强度，直至1800-1900MHz的二次谐波信号消失，此时的GSM900信号强度即为该频谱仪的失真门限。
基站发射GSM900信号功率31W(45dBm)，经衰减器30衰减后，输入频谱仪，使频谱仪饱和产生非线性二次谐波；此时对基站发射功率等级进行调整，使二次谐波消失，记录此时基站发射功率大小，计算或者扫描出扫频仪/频谱仪的GSM900电平值即为扫频仪/频谱仪的失真门限。
对扫频仪和频谱仪罗特斯瓦茨FSH3扫频也分别进行了测试，各型号的频谱仪/扫频仪测试结果汇总如表1所示：
表1
通过对上述三种设备的测试，以上三种设备接受到GSM900信号在-47到 -50dBm以上的时候，就会产生失真出现“二次谐波信号”。
失真是指输出信号相对输入信号波形的畸变，是放大器20的重要参数之一。谐波失真是常见的失真现象，当信号的频率及电平较高时,放大器输入饱和产生非线性畸变，使输出信号中产生新的谐波成分，改变了原信号频谱，输出内容新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍……甚至更高倍的频率成分(谐波)，这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。
放大器20是扫频仪和频谱仪等测试设备的重要组成器件之一，当设备接收端输入信号功率超过一定门限后，放大器20工作超出其线性范围，就会产生谐波失真的情况，且随着信号的增强，谐波信号强度会成倍增长，原理如图6所示。
本实用新型的扫频仪在频谱模块60前端加入了带通滤波器70，使得扫频仪对于自身谐波的抑制能力得到了大幅度的提高，完全可以替代目前的扫频仪(或频谱仪)+滤波器的测试方式，简化了测试方式。针对于修改后的扫频仪，表明本实用新型的扫频仪对于自身谐波的抑制能力，有了很大的提高，可以满足测量要求。
本实用新型的扫频仪通过在频谱模块端添加带通滤波器可完全避免谐波失真问题，极大的方便建站前的干扰排查工作，很好的解决了扫频过程谐波信号干扰的问题。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种扫频仪，包括：扫频模块、放大器、衰减器、数据处理模块、显示模块、频谱模块、带通滤波器、输入模块，所述扫频模块与所述衰减器通过所述放大器相连；
所述放大器与所述频谱模块相连；所述频谱模块与所述带通滤波器相连；所述衰减器与所述显示模块通过所述数据处理模块相连；所述输入模块与所述显示模块相连。
2.根据权利要求1所述的扫频仪，其特征在于，所述输入模块为键盘。
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Cited By (3)
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| CN108599879A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-28 | 上海为准电子科技有限公司 | 一种无线信号干扰监测方法、系统和装置 |
| CN116449099A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-07-18 | 广州致远仪器有限公司 | 频谱分析电路 |
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2013
- 2013-12-20 CN CN201320849760.0U patent/CN204008853U/zh not_active Expired - Lifetime
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