基于能量和相位的基站天線互調(diào)參數(shù)化分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)通信的基站天線領(lǐng)域，尤其涉及基站天線的互調(diào)參數(shù)化分析方法 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無線通信系統(tǒng)中，基站天線是收發(fā)信機(jī)與外界傳播介質(zhì)之間的接口。同一副基 站天線既可以輻射又可以接收無線電波：發(fā)射時(shí)，將收發(fā)信機(jī)饋給的射頻電能轉(zhuǎn)換為電磁 波能；接收時(shí)，把電磁波能轉(zhuǎn)化為射頻電能并輸送到收發(fā)信機(jī)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商為提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì) 量、增加覆蓋范圍，收發(fā)信機(jī)的機(jī)頂功率在不斷增加，基站天線也由定向天線升級(jí)為電調(diào)天 線，由雙端口單頻天線升級(jí)到10端口 5頻天線，同時(shí)基站天線的三階互調(diào)最低要求也達(dá)到 了-107dBm。基站天線的主體結(jié)構(gòu)由外罩、反射板、饋電網(wǎng)絡(luò)以及振子組成，饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步 細(xì)分為端口跳線，功分器，接線端子，移相器等部件。
[0003] 現(xiàn)有基站天線設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家：在天線互調(diào)設(shè)計(jì)中，遵循的是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法；在天 線互調(diào)生產(chǎn)控制中，遵循的是過程管控方法；在天線互調(diào)返修中，遵循的是經(jīng)驗(yàn)排除方法； 三個(gè)環(huán)節(jié)之間缺乏有效的參數(shù)化反饋機(jī)制，需要大量有長期互調(diào)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師，通過 在各自領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，來支持整個(gè)基站天線的互調(diào)設(shè)計(jì)保證、互調(diào)生產(chǎn)直通率、互 調(diào)返修合格率及效率?，F(xiàn)有基站天線的頻段和端口越來越多，部分網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營提出了比三階 互調(diào)-107dBm更高的要求，基于經(jīng)驗(yàn)的基站天線互調(diào)分析方法已經(jīng)不能滿足天線互調(diào)設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)、互調(diào)生產(chǎn)直通率以及互調(diào)返修合格率和效率。
[0004] 綜合上述的分析可知，在基站天線互調(diào)分析方法領(lǐng)域，需要突破本領(lǐng)域的慣性認(rèn) 知，對現(xiàn)有技術(shù)和方法進(jìn)行創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)分析方法存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于能 量和相位的基站天線互調(diào)參數(shù)化分析方法，實(shí)現(xiàn)基站天線互調(diào)參數(shù)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)基站天線 互調(diào)生產(chǎn)參數(shù)化管控，實(shí)現(xiàn)基站天線互調(diào)返修中的參數(shù)化故障定位。
[0006] 本發(fā)明技術(shù)方案提供一種基于能量和相位的基站天線互調(diào)參數(shù)化分析方法，在天 線互調(diào)設(shè)計(jì)過程中，將基站天線射頻傳輸?shù)耐緩椒殖?個(gè)部分，
[0007] 第1部分是能量等幅分配和同相位，包括端口跳線、功分器、接線端子和移相器輸 入端，第1部分等同于饋電網(wǎng)絡(luò)；第1部分中各部件的互調(diào)設(shè)計(jì)要求值參數(shù)化實(shí)現(xiàn)如下，
[0008] 將端口反射互調(diào)測試的雙音射頻信號(hào)載波功率，根據(jù)各功分器的功率分配比，分 解到第1部分各部件中去，根據(jù)射頻電能傳播公式E = EciCosIio (t-xAl) X+巾J，同相位的三
產(chǎn)物，部件數(shù)量為n ;E為電場強(qiáng)度，Etl為波幅，《為角頻率，t為傳播時(shí)間，X為電長度值，u 為波速，為相位初始值；
[0009] 然后，依據(jù)載波功率每增減IdBm則三階互調(diào)產(chǎn)物增減3dBm的原則，根據(jù)載波功率 得到第1部分中各部件的互調(diào)設(shè)計(jì)要求值參數(shù)化結(jié)果；
[0010] 第2部分是能量不等幅分配和可變相位差，包括移相器輸出端、振子及連接移相 器輸出端和振子的跳線，第2部分的互調(diào)設(shè)計(jì)要求值參數(shù)化實(shí)現(xiàn)如下，
[0011] 根據(jù)饋電網(wǎng)絡(luò)中功分器的特征和基站電下傾角調(diào)整對應(yīng)的移相器電長度變化進(jìn) 行綜合，存在相位差的三階互調(diào)產(chǎn)物通過三角函數(shù)方程合成如下，
[0013] 其中，t為第j個(gè)部件的相位初始值；
[0014] 然后，根據(jù)載波功率每增減ldB，三階互調(diào)產(chǎn)物增減3dB的原則，根據(jù)載波功率得 到第2部分中振子的互調(diào)設(shè)計(jì)要求值參數(shù)化結(jié)果。
[0015] 而且，在天線互調(diào)生產(chǎn)控制過程中，互調(diào)設(shè)計(jì)理論值無法提供較大余量的，通過減 小互調(diào)離散度實(shí)現(xiàn)；
[0016] 互調(diào)設(shè)計(jì)理論值有較大余量的，放寬互調(diào)離散度，降低生產(chǎn)管控要求。
[0017] 而且，在天線互調(diào)返修過程中，
[0018] 測試不同基站電下傾角下的基站天線三階互調(diào)值，
[0019] 若互調(diào)測試值隨著電下傾角度增加逐漸變好，但最差值低于互調(diào)合格值，判斷互 調(diào)故障點(diǎn)為振子或其連接跳線，通過各振子的能量相位方程，從能量最大且相位差最小的 成對振子間檢查并返修，再次測試互調(diào)，若仍不合格，繼續(xù)排查能量次大且相位差次小的成 對振子，直到互調(diào)合格；
[0020] 若互調(diào)測試值隨著電下傾角度增基本不變，但測試值低于互調(diào)合格值，將互調(diào)問 題定位到饋電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行以下步驟，
[0021] 1)將同軸電纜的長度和PCB上的蝕刻電路長度，轉(zhuǎn)換成基于雙音射頻信號(hào)和三階 互調(diào)產(chǎn)物對應(yīng)頻率的電長度，其中雙音射頻信號(hào)頻率對應(yīng)f\、f 2，三階互調(diào)產(chǎn)物對應(yīng)頻率為 2f2_f\，電長度對應(yīng)的頻率取3個(gè)頻率的算數(shù)平均值：
[0022]
[0023] 其中，時(shí)間i為電磁波在不同路徑i中的傳播時(shí)間，相速度i為不同路徑i相應(yīng)介 質(zhì)的電磁波相速度，n為路徑的數(shù)目；
[0024] 2)根據(jù)基站天線部件距離端口的電長度，將基站電線饋電網(wǎng)絡(luò)不同部件互調(diào)設(shè)計(jì) 值繪制成圖表，橫坐標(biāo)為電長度值，縱向坐標(biāo)為部件三階互調(diào)產(chǎn)物值，在圖表上根據(jù)互調(diào)參 數(shù)化設(shè)計(jì)和互調(diào)參數(shù)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)，預(yù)先繪制出2條軌跡，第1條軌跡與橫坐標(biāo)平行，第1條 軌跡縱坐標(biāo)值為基站天線互調(diào)合格值，第2條軌跡縱坐標(biāo)值為計(jì)算互調(diào)離散度后的部件設(shè) 計(jì)實(shí)際值；
[0025] 3)搭建可參數(shù)化定位基站天線互調(diào)故障平臺(tái)，跟蹤雙音射頻信號(hào)發(fā)出到接受到三 階互調(diào)產(chǎn)物的時(shí)間和幅度，并轉(zhuǎn)化成步驟2)所得圖表中的連續(xù)標(biāo)記點(diǎn)，通過與步驟2)所得 圖表中2條軌跡的比對，顯示部件故障互調(diào)值和故障位置。
[0026] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用本發(fā)明的基站天線互調(diào)參數(shù)化設(shè)計(jì)方式，引入能量和相 位的概念，將基站天線互調(diào)參數(shù)化的分解到各部件，明確提出各部件互調(diào)要求，支持編制出 以各部件互調(diào)值為參數(shù)的基站天線互調(diào)參數(shù)化表格，改變了傳統(tǒng)天線互調(diào)設(shè)計(jì)主要依靠經(jīng) 驗(yàn)的方法，可以大大減少工程師的互調(diào)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，進(jìn)而減小互調(diào)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和周期，并使 得基站天線互調(diào)設(shè)計(jì)完全參數(shù)化。本發(fā)明還根據(jù)設(shè)計(jì)方式提供了管控方式的建議，引入互 調(diào)離散度的概念，并將互調(diào)離散度的影響因素通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法參數(shù)化，改變了傳統(tǒng)天線 互調(diào)生產(chǎn)無法量化對人、機(jī)、法的要求，互調(diào)生產(chǎn)直通率不高且有波動(dòng)的問題，可以大大提 升互調(diào)生產(chǎn)直通率，且能不斷優(yōu)化互調(diào)生產(chǎn)直通率。本發(fā)明還根據(jù)設(shè)計(jì)方式提供了基站天 線互調(diào)返修中的參數(shù)化故障定位方法，引入對應(yīng)頻率的電長度概念，并繪制橫坐標(biāo)為電長 度值，縱向坐標(biāo)為部件三階互調(diào)產(chǎn)物值的圖表，將實(shí)際測量的互調(diào)產(chǎn)物經(jīng)過頻域變化為基 于電長度的互調(diào)值，經(jīng)過對比可直觀發(fā)現(xiàn)部件互調(diào)故障點(diǎn)和故障值，改變了傳統(tǒng)天線互調(diào) 返修主要采取效率低下的排除法，并且排除效率完全取決于工程師的長期互調(diào)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 可以大大提升互調(diào)返修效率和返修合格率。
【附圖說明】
[0027]圖1為基站天線射頻電能傳播的能量和相位示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的基站天線饋電網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的基站天線互調(diào)離散度示意圖，其中圖3a為互調(diào)離散度大、 互調(diào)直通率低的情況，圖3b為互調(diào)離散度小、互調(diào)直通率高的情況；
[0030] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的基站天線互調(diào)返修參數(shù)化故障定位圖表示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0032] 本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：在能量和相位的維度，將基站天線互調(diào)參