[發明專利]基于多階數字掃頻的無源互調故障定位檢測電路結構

有效

• 申請號: 201310145704.3
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103269253A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 陳向民
• 申請（專利權）人: 上海創遠儀器技術股份有限公司
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術領域

本發明涉及電路結構技術領域，特別涉及無源互調測試電路結構技術領域，具體是指一種基于多階數字掃頻的無源互調故障定位檢測電路結構。

背景技術

在移動通信系統中，隨著頻帶越來越擁擠，固定帶寬內需要通過的信息量日益增加，無源互調成為了限制系統容量的一個重要因素，也是造成現在通信質量下降的一個主要原因。如同在有源器件中一樣，兩個或更多的頻率在非線性器件中混合便產生了雜散信號——無源互調。當雜散互調信號落在基站的接收頻帶內，接收機的靈敏度就會降低，從而導致通話質量或系統載波干擾比（C/I）的降低以及通信系統的容量的減少。

無源互調由許多因素引發，其中包括：機械接觸不良、射頻通道中包含的磁性導體和射頻傳導面的污染等等。雖然精確預計器件的無源互調電平比較困難，但是可以用測量的數據來表征器件。因為無源互調的性能會隨著結構上的微小改變而變化，因此制造商應該對應用在基站中的射頻器件進行100%的檢查，以確保器件的無源互調始終維持在合格范圍內。

良好的通信質量要求保持一個可以容忍的載干（C/I）比，因此希望干擾I越小越好。在理想情況下，干擾總是小于接收機的底噪。無源互調失真是目前移動通信基站系統經常會遇到的問題或麻煩。通常，基站天饋系統在被注入兩個+43dBm的載波信號時，無源互調不能大于-110dBm，即-153dBc。

因此，為了測試天饋系統的無源互調失真，較為簡單的方法是在天饋系統一端注入兩個固定頻率的20W信號，測試裝置通過信號分離和高靈敏度接收，測量天饋系統產生的無源互調失真信號的功率值。

較為典型的無源互調測試儀器的原理框圖如圖1所示。其基本工作原理如下：信號源1和信號源2分別工作在移動通信系統的發射頻帶內。當測量時，產生具有一定頻差的頻率合成載波信號，兩路載波分別經過功率放大器后，產生大于+43dBm的信號，經過隔離器后輸入到功率合成器的兩個輸入端口，由功率合成器將兩路大功率載波信號合成為一路信號。功率合成器輸出的大功率信號傳輸到雙工器端口，并通過雙工器輸出到測試端口，測試端口的被測部件或系統，如基站的天饋線纜，被注入兩個+43dBm的載波信號時，由于產生非線性失真，會出現3階、5階、7階等無源互調干擾信號。互調信號又通過測量端口進入到雙工器，當互調信號的頻率恰好落在通信系統的接收頻帶內時，互調信號便通過接收濾波器并輸入到接收機。通常，接收機需要很高的接收靈敏度，很多無源互調測試儀器都采用頻譜儀模塊，為了提高接收靈敏度，在頻譜儀模塊的前端增加低噪聲放大器部件，使接收機的靈敏度達到-135dBm，甚至更高。為了測量無源互調失真在20W功率狀態下的指標，測試端口的信號功率一定不能小于+43dBm，因此功率放大器輸出端的功率必須要有一定的功率余量，從而能夠抵消功率放大器之后的隔離器、合路器、雙工器以及電纜、接頭的傳輸損耗。

無源互調和一般的互調一樣，都是由兩個信號交調所產生的，互調產物包括3階、5階、7階以及更高的階數，階數越高其能量越小。互調產物的頻率可由下式計算獲得：

f_im＝mf₁+nf₂

式中，m和n均為整數，其取值可以是零、正整數和負整數，其中|m|+|n|就是無源互調信號的階數，具體計算如下所示：

f_im3＝2×f₁±1×f₂；

f_im5＝3×f₁±2×f₂；

f_im7＝4×f₁±3×f₂；

f_im9＝5×f₁±4×f₂；

f_im11＝6×f₁±5×f₂；

無源器件非線性產生的寄生信號頻率是原來信號頻率的線性組合。在移動通信系統中，較低階的奇次互調產物通常影響最大，因為它們在基站接收帶或上行通路中出現的概率最大，而且較低階的互調功率也最大，在基站接收機中就很容易產生信號干擾。通常，基站對系統中各個部件都有互調指標要求，但由于環境和產品質量等因素，互調失真的性能會惡化，從而影響通信質量。無源互調分析儀可以有效地發現和衡量器件性能惡化的情況。