基于能量和相位的基站天线互调参数化分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于能量和相位的基站天线互调参数化分析方法，在天线互调设计过程中，将基站天线射频传输的途径分成2个部分，第1部分是能量等幅分配和同相位，包括端口跳线、功分器、接线端子和移相器输入端，第1部分等同于馈电网络；第2部分是能量不等幅分配和可变相位差，包括移相器输出端、振子及连接移相器输出端和振子的跳线。本发明专利技术还通过将基站天线互调参数化的分解到各部件，明确提出各部件互调要求；并且，据此提供基站天线互调生产参数化管控方式和基站天线互调返修中的参数化故障定位方式实现建议。本发明专利技术改变了传统天线互调设计主要依靠经验的方法，可以大大减少工程师的互调实践经验积累，进而减小互调设计风险和周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信的基站天线领域，尤其涉及基站天线的互调参数化分析方法 领域。
技术介绍
在无线通信系统中，基站天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副基 站天线既可以辐射又可以接收无线电波：发射时，将收发信机馈给的射频电能转换为电磁 波能；接收时，把电磁波能转化为射频电能并输送到收发信机。网络运营商为提升网络质 量、增加覆盖范围，收发信机的机顶功率在不断增加，基站天线也由定向天线升级为电调天 线，由双端口单频天线升级到10端口 5频天线，同时基站天线的三阶互调最低要求也达到 了-107dBm。基站天线的主体结构由外罩、反射板、馈电网络以及振子组成，馈电网络进一步 细分为端口跳线，功分器，接线端子，移相器等部件。 现有基站天线设计生产厂家：在天线互调设计中，遵循的是经验设计方法；在天 线互调生产控制中，遵循的是过程管控方法；在天线互调返修中，遵循的是经验排除方法； 三个环节之间缺乏有效的参数化反馈机制，需要大量有长期互调实践经验的工程师，通过 在各自领域积累的经验和知识，来支持整个基站天线的互调设计保证、互调生产直通率、互 调返修合格率及效率。现有基站天线的频段和端口越来越多，部分网络运营提出了比三阶 互调-107dBm更高的要求，基于经验的基站天线互调分析方法已经不能满足天线互调设计 实现、互调生产直通率以及互调返修合格率和效率。 综合上述的分析可知，在基站天线互调分析方法领域，需要突破本领域的惯性认 知，对现有技术和方法进行创新。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有经验分析方法存在的缺点和不足，提供一种基于能 量和相位的基站天线互调参数化分析方法，实现基站天线互调参数化设计，实现基站天线 互调生产参数化管控，实现基站天线互调返修中的参数化故障定位。 本专利技术技术方案提供一种，在天 线互调设计过程中，将基站天线射频传输的途径分成2个部分， 第1部分是能量等幅分配和同相位，包括端口跳线、功分器、接线端子和移相器输 入端，第1部分等同于馈电网络；第1部分中各部件的互调设计要求值参数化实现如下， 将端口反射互调测试的双音射频信号载波功率，根据各功分器的功率分配比，分 解到第1部分各部件中去，根据射频电能传播公式E = EciCosIio (t-xAl) X+巾J，同相位的三产物，部件数量为n ;E为电场强度，Etl为波幅，《为角频率，t为传播时间，X为电长度值，u 为波速，为相位初始值； 然后，依据载波功率每增减IdBm则三阶互调产物增减3dBm的原则，根据载波功率 得到第1部分中各部件的互调设计要求值参数化结果； 第2部分是能量不等幅分配和可变相位差，包括移相器输出端、振子及连接移相 器输出端和振子的跳线，第2部分的互调设计要求值参数化实现如下， 根据馈电网络中功分器的特征和基站电下倾角调整对应的移相器电长度变化进 行综合，存在相位差的三阶互调产物通过三角函数方程合成如下， 其中，t为第j个部件的相位初始值； 然后，根据载波功率每增减ldB，三阶互调产物增减3dB的原则，根据载波功率得 到第2部分中振子的互调设计要求值参数化结果。 而且，在天线互调生产控制过程中，互调设计理论值无法提供较大余量的，通过减 小互调离散度实现； 互调设计理论值有较大余量的，放宽互调离散度，降低生产管控要求。 而且，在天线互调返修过程中， 测试不同基站电下倾角下的基站天线三阶互调值， 若互调测试值随着电下倾角度增加逐渐变好，但最差值低于互调合格值，判断互 调故障点为振子或其连接跳线，通过各振子的能量相位方程，从能量最大且相位差最小的 成对振子间检查并返修，再次测试互调，若仍不合格，继续排查能量次大且相位差次小的成 对振子，直到互调合格； 若互调测试值随着电下倾角度增基本不变，但测试值低于互调合格值，将互调问 题定位到馈电网络，进行以下步骤， 1)将同轴电缆的长度和PCB上的蚀刻电路长度，转换成基于双音射频信号和三阶 互调产物对应频率的电长度，其中双音射频信号频率对应f\、f 2，三阶互调产物对应频率为 2f2_f\，电长度对应的频率取3个频率的算数平均值： 其中，时间i为电磁波在不同路径i中的传播时间，相速度i为不同路径i相应介 质的电磁波相速度，n为路径的数目； 2)根据基站天线部件距离端口的电长度，将基站电线馈电网络不同部件互调设计 值绘制成图表，横坐标为电长度值，纵向坐标为部件三阶互调产物值，在图表上根据互调参 数化设计和互调参数化生产数据，预先绘制出2条轨迹，第1条轨迹与横坐标平行，第1条 轨迹纵坐标值为基站天线互调合格值，第2条轨迹纵坐标值为计算互调离散度后的部件设 计实际值； 3)搭建可参数化定位基站天线互调故障平台，跟踪双音射频信号发出到接受到三 阶互调产物的时间和幅度，并转化成步骤2)所得图表中的连续标记点，通过与步骤2)所得 图表中2条轨迹的比对，显示部件故障互调值和故障位置。 本专利技术的优点在于，采用本专利技术的基站天线互调参数化设计方式，引入能量和相 位的概念，将基站天线互调参数化的分解到各部件，明确提出各部件互调要求，支持编制出 以各部件互调值为参数的基站天线互调参数化表格，改变了传统天线互调设计主要依靠经 验的方法，可以大大减少工程师的互调实践经验积累，进而减小互调设计风险和周期，并使 得基站天线互调设计完全参数化。本专利技术还根据设计方式提供了管控方式的建议，引入互 调离散度的概念，并将互调离散度的影响因素通过统计学的方法参数化，改变了传统天线 互调生产无法量化对人、机、法的要求，互调生产直通率不高且有波动的问题，可以大大提 升互调生产直通率，且能不断优化互调生产直通率。本专利技术还根据设计方式提供了基站天 线互调返修中的参数化故障定位方法，引入对应频率的电长度概念，并绘制横坐标为电长 度值，纵向坐标为部件三阶互调产物值的图表，将实际测量的互调产物经过频域变化为基 于电长度的互调值，经过对比可直观发现部件互调故障点和故障值，改变了传统天线互调 返修主要采取效率低下的排除法，并且排除效率完全取决于工程师的长期互调实践经验， 可以大大提升互调返修效率和返修合格率。【附图说明】图1为基站天线射频电能传播的能量和相位示意图； 图2为本专利技术实施例的基站天线馈电网络示意图； 图3为本专利技术实施例的基站天线互调离散度示意图，其中图3a为互调离散度大、 互调直通率低的情况，图3b为互调离散度小、互调直通率高的情况； 图4为本专利技术实施例的基站天线互调返修参数化故障定位图表示意图。【具体实施方式】 以下结合附图和实施例详细说明本专利技术的技术方案。 本专利技术采取以下技术方案：在能量和相位的维度，将基站天线互调参当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于能量和相位的基站天线互调参数化分析方法，其特征在于：在天线互调设计过程中，将基站天线射频传输的途径分成2个部分，第1部分是能量等幅分配和同相位，包括端口跳线、功分器、接线端子和移相器输入端，第1部分等同于馈电网络；第1部分中各部件的互调设计要求值参数化实现如下，将端口反射互调测试的双音射频信号载波功率，根据各功分器的功率分配比，分解到第1部分各部件中去，根据射频电能传播公式E＝E0cos[ω(t‑x/u)x+φ0]，同相位的三阶互调产物在反射互调时直接叠加合成为其中，Ei表示第i个部件的三阶互调产物，部件数量为n；E为电场强度，E0为波幅，ω为角频率，t为传播时间，x为电长度值，u为波速，φ0为相位初始值；然后，依据载波功率每增减1dB则三阶互调产物增减3dB的原则，根据载波功率得到第1部分中各部件的互调设计要求值参数化结果；第2部分是能量不等幅分配和可变相位差，包括移相器输出端、振子及连接移相器输出端和振子的跳线，第2部分的互调设计要求值参数化实现如下，根据馈电网络中功分器的特征和基站电下倾角调整对应的移相器电长度变化进行综合，存在相位差的三阶互调产物通过三角函数方程合成如下，E=Σi,j=1i,j=nEicos[ω(t-x/u)x+φj]]]>其中，φj为第j个部件的相位初始值；然后，根据载波功率每增减1dB，三阶互调产物增减3dB的原则，根据载波功率得到第2部分中振子的互调设计要求值参数化结果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫华，张申科，周厚明，
申请(专利权)人：武汉虹信通信技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42