[实用新型]基于多阶数字扫频的无源互调故障定位检测电路结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路结构技术领域，特别涉及无源互调测试电路结构技术领域，具体是指一种基于多阶数字扫频的无源互调故障定位检测电路结构。

背景技术

在移动通信系统中，随着频带越来越拥挤，固定带宽内需要通过的信息量日益增加，无源互调成为了限制系统容量的一个重要因素，也是造成现在通信质量下降的一个主要原因。如同在有源器件中一样，两个或更多的频率在非线性器件中混合便产生了杂散信号——无源互调。当杂散互调信号落在基站的接收频带内，接收机的灵敏度就会降低，从而导致通话质量或系统载波干扰比（C/I）的降低以及通信系统的容量的减少。

无源互调由许多因素引发，其中包括：机械接触不良、射频通道中包含的磁性导体和射频传导面的污染等等。虽然精确预计器件的无源互调电平比较困难，但是可以用测量的数据来表征器件。因为无源互调的性能会随着结构上的微小改变而变化，因此制造商应该对应用在基站中的射频器件进行100%的检查，以确保器件的无源互调始终维持在合格范围内。

良好的通信质量要求保持一个可以容忍的载干（C/I）比，因此希望干扰I越小越好。在理想情况下，干扰总是小于接收机的底噪。无源互调失真是目前移动通信基站系统经常会遇到的问题或麻烦。通常，基站天馈系统在被注入两个+43dBm的载波信号时，无源互调不能大于-110dBm，即-153dBc。

因此，为了测试天馈系统的无源互调失真，较为简单的方法是在天馈系统一端注入两个固定频率的20W信号，测试装置通过信号分离和高灵敏度接收，测量天馈系统产生的无源互调失真信号的功率值。

较为典型的无源互调测试仪器的原理框图如图1所示。其基本工作原理如下：信号源1和信号源2分别工作在移动通信系统的发射频带内。当测量时，产生具有一定频差的频率合成载波信号，两路载波分别经过功率放大器后，产生大于+43dBm的信号，经过隔离器后输入到功率合成器的两个输入端口，由功率合成器将两路大功率载波信号合成为一路信号。功率合成器输出的大功率信号传输到双工器端口，并通过双工器输出到测试端口，测试端口的被测部件或系统，如基站的天馈线缆，被注入两个+43dBm的载波信号时，由于产生非线性失真，会出现3阶、5阶、7阶等无源互调干扰信号。互调信号又通过测量端口进入到双工器，当互调信号的频率恰好落在通信系统的接收频带内时，互调信号便通过接收滤波器并输入到接收机。通常，接收机需要很高的接收灵敏度，很多无源互调测试仪器都采用频谱仪模块，为了提高接收灵敏度，在频谱仪模块的前端增加低噪声放大器部件，使接收机的灵敏度达到-135dBm，甚至更高。为了测量无源互调失真在20W功率状态下的指标，测试端口的信号功率一定不能小于+43dBm，因此功率放大器输出端的功率必须要有一定的功率余量，从而能够抵消功率放大器之后的隔离器、合路器、双工器以及电缆、接头的传输损耗。

无源互调和一般的互调一样，都是由两个信号交调所产生的，互调产物包括3阶、5阶、7阶以及更高的阶数，阶数越高其能量越小。互调产物的频率可由下式计算获得：

f_im＝mf₁+nf₂

式中，m和n均为整数，其取值可以是零、正整数和负整数，其中|m|+|n|就是无源互调信号的阶数，具体计算如下所示：

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；

无源器件非线性产生的寄生信号频率是原来信号频率的线性组合。在移动通信系统中，较低阶的奇次互调产物通常影响最大，因为它们在基站接收带或上行通路中出现的概率最大，而且较低阶的互调功率也最大，在基站接收机中就很容易产生信号干扰。通常，基站对系统中各个部件都有互调指标要求，但由于环境和产品质量等因素，互调失真的性能会恶化，从而影响通信质量。无源互调分析仪可以有效地发现和衡量器件性能恶化的情况。

上述方案的无源互调分析仪应用与移动通信基站的测量维护中，能够有效测量和分析天馈系统的互调失真情况，但作为工程维护仪表，在实际使用中仍然存在一些问题：