《移动通信实验与实训》课件第7章.ppt

1、第七章 信号放大测试实验 第七章 信号放大测试实验 实验二十实验二十 直放站测试直放站测试(演示演示)实验二十一实验二十一 基站放大器测试基站放大器测试(演示演示)实验二十二实验二十二 塔顶放大器测试塔顶放大器测试 第七章 信号放大测试实验 实验二十实验二十 直放站测试直放站测试(演示演示)一、实验目的一、实验目的(1)掌握直放站的参数指标、测试方法与测试流程，全面了解直放站的工作原理；(2)掌握测试仪器的使用方法和操作规范，对测试仪器有一个全面的了解。二、实验预习要求二、实验预习要求(1)熟悉移动通信中直放站设备的工作原理；(2)掌握直放站设备的关键参数指标及测试方法。第七章 信号放大测试实

2、验 三、实验仪器和设备三、实验仪器和设备(1)计算机一台；(2)无线宽带直放站一台；(3)信号发生器(要求能产生GSM连续波信号，频率涵盖GSM工作频段)一台；(4)频谱分析仪(要求频率涵盖9 kHz12.75 GHz，频率分辨带宽RBW能达到1 kHz)一台；(5)网络分析仪(要求频率涵盖9 kHz2 GHz，附有校准件一套)一台；(6)噪声测试仪(要求频率涵盖9 kHz2 GHz)一台；(7)测试附件(测试电缆、衰减器、功率负载、耦合器、转接器等)一套；(8)直放站网管软件一套。第七章 信号放大测试实验 四、实验原理四、实验原理直放站是移动通信的入网设备，对移动通信基站起延伸距离范围和覆盖

3、重要盲区的作用。直放站系列产品主要分为无线宽带直放站、移频直放站和光纤直放站。本实验选用的是无线宽带直放站。无线宽带直放站的主要组成部件包括：低噪声放大器(LNA)、合路器(CMB)、信道板(上下变频器、带通滤波器、功放)、双工器、施主天线和业务天线。直放站工作原理基本如下：施主天线接收的基站下行载波信号首先经过低噪声放大器处理，再进行下变频从900 MHz射频信号变为71 MHz中频，经过200 kHz带宽的中频滤波放大处理后再上变频到900 MHz射频信号并进行功率放大，最后通过业务天线发射出去，对需要覆盖的区域进行覆盖。上行信号的处理过程与下行信号的完全一样。第七章 信号放大测试实验 直

4、放站设备在移动通信的连接示意图如图7-1所示。图7-1 直放站连接示意图第七章 信号放大测试实验 五、实验注意事项五、实验注意事项(1)仔细阅读测试仪器的操作规程，避免损坏测试仪器。(2)仔细确认被测设备和测试仪器的连线，避免损坏测试仪器和待测设备。(3)做好测试附件的准备工作。(4)做好测试仪器和设备的开机预热工作，以及测试仪器的自我校准工作。六、实验内容及步骤六、实验内容及步骤1最大输出功率最大输出功率1)定义标称(最大)输出功率是指直放站在线性工作区内所能达到的最大输出功率，此最大输出功率应满足以下条件：第七章 信号放大测试实验(1)输入信号为GSM连续波信号；(2)增益为最大增益；(3

5、)满足本实验其它指标要求；(4)在网络应用中不应超过此功率。2)指标要求标称输出功率虽由设备厂家声明，但标称输出功率应小于等于30 W(45 dBm)；反向输出不作具体要求，具体由设备厂家规定；标称(最大)输出功率容差应在2dB范围内，极限条件时应在2.5 dB范围内。3)测量方法(1)按图7-2所示连接测试系统。第七章 信号放大测试实验 图7-2 标称(最大)输出功率测试第七章 信号放大测试实验(2)将GSM信号发生器输出通过电缆接至被测设备输入端口，再将功率衰减器及连接电缆总损耗值作为偏置输入GSM频谱仪中。(3)关闭反向链路(测量前向输出功率)或前向链路(测量反向输出功率)。(4)将GS

6、M信号发生器设置为该直放站工作频率范围内或指配信道的中心频率；将被测直放站增益调到最大。(5)调节GSM信号发生器的输出电平直至ALC启控点，GSM分析仪直接显示的每信道功率应在被测直放站厂商声明的最大输出功率的容差范围内。(6)记录被测直放站的输出功率电平Lout(dBm)及输入电平(GSM信号发生器输出电平减去连接电缆的损耗值)Lin(dBm)。第七章 信号放大测试实验 2增益增益1)最大增益及误差A定义最大增益是指直放站在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。最大增益误差是指最大增益的实测值与设备厂家声明值之间的差值。B指标要求最大增益小于等于113 dB，具体增益值由设备厂家规定；最

7、大增益误差不超过3 dB。第七章 信号放大测试实验 C测量方法(1)测试系统及测试步骤类同最大输出功率测量方法。(2)最大增益为Gmax=LoutLin(dB)(7-1)(3)增益误差为=GmaxG声明(dB)(7-2)2)增益调节范围A定义增益调节范围是指当直放站增益可调时，其最大增益和最小增益的差值。第七章 信号放大测试实验 B指标要求标称最大输出功率大于等于1 W时，增益调节范围大于等于30 dB；标称最大输出功率小于1 W时，由设备厂家声明。C测量方法(1)测试系统类同最大输出功率测量方法中的测试系统，可参见图7-2。(2)将被测直放站增益调至最小，从GSM分析仪读出被测直放站的输出功

8、率电平 Loutmin。(3)将被测直放站增益调至最大，从GSM分析仪读出被测直放站的输出功率电平 Loutmax。(4)增益调节范围为G=LoutmaxLoutmin(dB)(7-3)第七章 信号放大测试实验 3)增益调节步长及步长误差A定义增益调节步长是指直放站最小的增益调节量。增益调节步长误差是指实际增益步长与标称增益步长的差值。B指标要求增益调节步长小于等于2 dB；增益调节步长误差不超过1 dB/步长，1 dB/(110 dB)，1 dB/(1020 dB)，1.5 dB/(2030 dB)。C测量方法(1)测试系统及测试步骤类同最大输出功率测量方法。第七章 信号放大测试实验(2)降

9、低被测直放站增益，从GSM分析仪测量被测直放站实际增益下降每一步长时的功率并记录，直至增益为最小。(3)增益调节步长为每相邻测量功率电平之差。(4)步长误差=声明的增益调节步长实际的增益调节步长 (7-4)(5)计算010 dB、1020 dB、2030 dB内的累积误差。第七章 信号放大测试实验 3自动电平控制自动电平控制(ALC)范围范围1)定义自动电平控制是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平后，直放站对输出信号电平的控制能力。2)指标要求当输入信号电平提高小于10 dB(含10 dB)时，输出功率应保持在最大输出功率的2 dB之内；当输入信号电平提高超过10 d

10、B时，输出功率应保持在最大输出功率的2 dB之内或关闭输出。第七章 信号放大测试实验 3)测量方法(1)测试系统及测试步骤类同最大输出功率测量方法。(2)被测直放站增益调至最大。(3)接通被测直放站ALC功能。(4)被测直放站输入电平提高10 dB，观测GSM信号分析仪上的读数变化(应不超过2 dB)；继续提高输入电平，被测直放站的输出变化仍应不超过2 dB或直放站被关闭。第七章 信号放大测试实验 4最大允许输入电平最大允许输入电平1)定义最大允许输入电平是指被测直放站能承受而不致引起损伤的输入电平。2)指标要求上下行链路最大无损伤输入功率为10 dBm。3)测量方法(1)测试系统类同最大输出

11、功率测量方法中的测试系统，可参见图7-2。(2)GSM信号发生器频率调到被测直放站中心频率，电平调到10 dBm，持续1 min。(3)重复其它指标项的测试，所测数值应在指标范围内。第七章 信号放大测试实验 5杂散发射杂散发射1)定义杂散发射是指除去工作频带以及与正常调制相关的边带以外的频率上的发射。2)指标要求杂散发射的指标见表7-1。带外杂散发射测量带宽如表7-2所示。表表7-1 杂散发射指标要求杂散发射指标要求第七章 信号放大测试实验 表表7-2 带外杂散发射测量带宽带外杂散发射测量带宽第七章 信号放大测试实验 3)测量方法(1)测量系统类同最大输出功率测量方法中的测试系统，可参见图7-

12、2。(2)GSM信号发生器频率调到被测直放站中心频率。(3)被测直放站增益调到最大。(4)按表7-2调频谱分析仪测量带宽及检波方式。(5)在不同的偏移频率上，读杂散发射的功率电平。6带外增益带外增益要求及测试方法应符合ETSI EN 300 609-4的相关条款。1)定义带外增益是指被测直放站对工作频带外信号的放大能力。2)指标要求带外增益的指标见表7-3。第七章 信号放大测试实验 表表7-3 带外增益指标带外增益指标第七章 信号放大测试实验 3)测量方法(1)按图7-2所示连接测试系统。(2)被测直放站增益调至最大。(3)信号发生器频率调到被测直放站工作频率。(4)将频谱分析仪的扫频宽度、分

13、辨率带宽调到适当，保证测试方便。校准功率衰减器及连接电缆总损耗作为偏置修正，输入到频谱分析仪内，将标记移到信号峰点。(5)保持CW信号发生器输出电平不变，从中心频率向外同步改变信号发生器频率和频谱分析仪中心频率，用标记读并记录偏离工作频带边缘400 kHz、600 kHz、1 MHz、5 MHz及以上时的幅度值Lout。(6)按下式计算带外各偏离频点的增益数值：G外=LoutLin dB (7-5)第七章 信号放大测试实验 7输入输出电压驻波比输入输出电压驻波比1)定义输入输出电压反射系数是指从输入、输出端口反射的信号电压与输入的信号电压的比。电压驻波比为2)指标要求标称最大输出功率1 W时，

14、电压驻波比1.4；标称最大输出功率1 W时，电压驻波比1.6。3)测量方法(1)按图7-3所示连接测试系统。|1|1S(7-6)第七章 信号放大测试实验 图7-3 电压驻波比测试第七章 信号放大测试实验(2)在网络分析仪测试端口1或2进行开路、短路、负荷校准后设置为测量。(3)将电平调到被测直放站允许的最大输入电平。(4)设置直放站的增益为最小增益，将其输入或输出端口接到测试端口，输出或输入端口接负载。(5)从网络分析仪读被测直放站工作频带内最大的电压驻波比。注意：测量前向或反向输出驻波比时应保证被测直放站无输出信号。第七章 信号放大测试实验 8传输时延传输时延1)定义传输时延是指被测直放站输

15、出信号对输入信号的时间延迟。2)指标要求宽带直放站的传输时延1.5 s；宽带直放站(应用声表面滤波器)的传输时延5.0 s。3)测量方法(1)按图7-4所示连接测试系统。第七章 信号放大测试实验 图7-4 传输时延测试第七章 信号放大测试实验(2)按被测直放站要求设置矢量网络分析仪的起、止频率，并调矢量网络分析仪为传输测量、时延方式，按虚线连接进行直通校准。(3)被测直放站增益调到最大，并按图7-5实线所示进行连接。(4)选择矢量网络分析仪时延测试项，直接读出被测直放站的传输时延。第七章 信号放大测试实验 图7-5 噪声测试示意图第七章 信号放大测试实验 9带内波动带内波动1)定义带内波动是被

16、测直放站在设备厂家声明的工作频率范围内最大电平和最小电平的差值。2)指标要求带内波动3dB(峰-峰值)。3)测量方法(1)按图7-4所示连接测试系统。(2)网络分析仪起、止频率设置成比被测直放站的工作频带宽。(3)将被测直放站增益调到最大。第七章 信号放大测试实验(4)当被测设备为宽带直放站时，从标网分析仪上读出被测直放站有效工作频带内最大、最小电平之间的差值，即为带内波动。10噪声系数噪声系数1)定义噪声系数是指被测直放站在工作频带范围内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比的比，用dB表示。2)指标要求标称最大输出功率1 W时，噪声系数NF4 dB；标称最大输出功率1 W时，噪声系数NF6 d

17、B。第七章 信号放大测试实验 3)测量方法(1)按图7-5虚线所示连接，校准噪声系数测试仪。(2)按图7-5实线所示连接测试系统。(3)关闭ALC并将被测直放站增益调节为最大增益。(4)用噪声系数测量仪测试被测直放站的噪声系数。第七章 信号放大测试实验 实验二十一实验二十一 基站放大器测试基站放大器测试(演示演示)一、实验目的一、实验目的(1)掌握基站放大器的参数指标、测试方法与测试流程，全面了解基站放大器的工作原理。(2)掌握测试仪器的使用方法和操作规范，对测试仪器有一个全面的了解。二、实验预习要求二、实验预习要求(1)熟悉移动通信中基站放大器设备的工作原理。(2)掌握基站放大器设备的关键参

18、数指标及测试方法。第七章 信号放大测试实验 三、实验仪器和设备三、实验仪器和设备(1)计算机一台；(2)基站放大器一台；(3)信号发生器(要求能产生GSM连续波信号，频率涵盖GSM工作频段)一台；(4)频谱分析仪(要求频率涵盖9 kHz12.75 GHz，频率分辨带宽RBW能达到1 kHz)一台；(5)网络分析仪(要求频率涵盖9 kHz2 GHz，附有校准件一套)一台；(6)测试附件(测试电缆、衰减器、功率负载、耦合器、转接器等)一套；(7)基站放大器网管软件一套。第七章 信号放大测试实验 四、实验原理四、实验原理微蜂窝基站放大器用于增强微蜂窝基站输出功率及接收信号预放的双向全双式放大器，使微

19、蜂窝基站具有宏蜂窝的同等功能。第七章 信号放大测试实验 当微蜂窝基站为二频点上下行合路输出状态时，如图7-6所示，微蜂窝基站(BS)下行信号(如：935960 MHz)经环行器(1)及下行输入滤波器(2)进入放大器下行通道ATT(3)步进衰减器及功率放大器(4)，调整ATT可达到输入、输出功率的要求；再经下行输出滤波器(5)及环行器(6)，由覆盖天线向移动手机发送。移动手机发出的上行信号(如890915 MHz)经环行器(6)及上行输入滤波器(7)进入上行低噪声放大器(8)，将上行信号放大，经衰减器(9)设置到系统所需要的上行增益。滤波器为带通交指式滤波，可根据所需频带宽度配置不同带宽的滤波器

20、，由上行滤波器、下行滤波器及环行器的特性保证上、下行之间有必需的隔离度，使系统能正常工作。第七章 信号放大测试实验 图7-6 微蜂窝基站为二频点上下行合路输出状态第七章 信号放大测试实验 当微蜂窝基站为上、下行分路状态时，放大器基站端口也可设置为分路状态，如图7-7所示。主机对微蜂窝基站二组频点的下行频点进行合路后进入下行通道，经放大后由发送天线向移动手机发送，移动手机上行信号经接收天线接收后，进入上行通道，输出端由分路器分成二路进入微蜂窝基站。第七章 信号放大测试实验 图7-7 微蜂窝基站为上、下行分路状态时的分路状态第七章 信号放大测试实验 五、实验注意事项五、实验注意事项(1)仔细阅读测

21、试仪器的操作规程，避免损坏测试仪器。(2)仔细确认被测设备和测试仪器的连线，避免损坏测试仪器和待测设备。(3)做好测试附件的准备工作。(4)做好测试仪器和设备的开机预热工作，以及测试仪器的自我校准工作。六、实验内容及步骤六、实验内容及步骤1最大输出功率最大输出功率1)定义标称(最大)输出功率是指基站放大器在线性工作区内所能达到的最大输出功率，此最大输出功率应满足以下条件：第七章 信号放大测试实验(1)输入信号为GSM连续波信号；(2)增益为最大增益；(3)满足本实验其它指标要求；(4)在网络应用中不应超过此功率。2)指标要求标称输出功率虽由设备厂家声明，但标称输出功率应小于等于30 W(45

22、dBm)；反向输出不作具体要求，具体由设备厂家规定；标称(最大)输出功率容差应在2 dB范围内，极限条件时应在2.5 dB范围内。3)测量方法(1)按图7-8所示连接测试系统。第七章 信号放大测试实验 图7-8 标称(最大)输出功率测试第七章 信号放大测试实验(2)将GSM信号发生器输出通过电缆接至被测设备输入端口，再将功率衰减器及连接电缆总损耗值作为偏置输入GSM频谱仪中。(3)关闭反向链路(测量前向输出功率)或前向链路(测量反向输出功率)。(4)将GSM信号发生器设置为该基站放大器工作频率范围内的中心频率或指配信道的中心频率；将被测基站放大器增益调到最大。(5)调节GSM信号发生器的输出电

23、平直至ALC启控点，GSM分析仪直接显示的每信道功率应在被测基站放大器厂商声明的最大输出功率的容差范围内。第七章 信号放大测试实验(6)记录被测基站放大器的输出功率电平Lout(dBm)及输入电平(GSM信号发生器输出电平减去连接电缆的损耗值)Lin(dBm)。2增益增益1)最大增益及误差A定义最大增益是指基站放大器在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。最大增益误差是指最大增益的实测值与设备厂家声明值之间的差值。B指标要求最大增益35 dB(可调)，具体增益由厂家声明。最大增益误差不超过3 dB。第七章 信号放大测试实验 C测量方法(1)测试系统及测试步骤类同最大传输功率测量方法，可参见图

24、7-8。(2)最大增益为Gmax=LoutLin dB (7-7)(3)增益误差为=GmaxG声明 dB (7-8)2)增益调节范围A定义增益调节范围是指当基站放大器增益可调时，其最大增益和最小增益的差值。第七章 信号放大测试实验 B指标要求增益可调范围5 dB，具体值见厂家声明。C测量方法(1)测试系统及接法类同最大传输功率测量方法中的测量系统及接法，可参见图7-8。(2)将被测基站放大器增益调至最小，从GSM分析仪读出被测基站放大器的输出功率电平Loutmin。(3)将被测基站放大器增益调至最大，从GSM分析仪读出被测基站放大器的输出功率电平Loutmax。(4)增益调节范围为G=Lout

25、maxLoutmin dB (7-9)第七章 信号放大测试实验 3)增益调节步长及步长误差A定义增益调节步长是指基站放大器最小的增益调节量。增益调节步长误差是指实际增益步长与标称增益步长的差值。B指标要求增益调节步长2 dB；增益调节步长误差不超过1 dB/步长，1 dB/(110 dB)，1 dB/(1020 dB)，1.5 dB/(2030 dB)。C测量方法(1)测试系统及接法类同最大传输功率测量方法中的测量系统及接法，可参见图7-8。第七章 信号放大测试实验(2)降低被测基站放大器增益，从GSM分析仪测量被测基站放大器实际增益下降每一步长时的功率并记录，直至增益为最小。(3)增益调节步

26、长为每相邻测量功率电平之差。(4)步长误差=声明的增益调节步长实际的增益调节步长 (7-10)(5)计算010 dB、1020 dB、2030 dB内的累积误差。第七章 信号放大测试实验 3自动电平控制自动电平控制(ALC)范围范围1)定义自动电平控制是指当基站放大器工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平后，基站放大器对输出信号电平的控制能力。2)指标要求当输入信号电平提高小于等于6 dB时，输出功率应保持在最大输出功率的1 dB之内或关闭输出(启动旁路保护)。3)测量方法(1)测试系统及接法类同最大传输功率测量方法中的测量系统及接法，可参见图7-8。(2)将被测基站放大器增益调至

27、最大。第七章 信号放大测试实验(3)接通被测基站放大器ALC功能。(4)被测设备输入电平提高6 dB，观测GSM信号分析仪或功率计上的读数变化应不超过1 dB或关闭。4最大允许输入电平最大允许输入电平1)定义最大允许输入电平是指被测基站放大器能承受而不致引起损伤的输入电平。2)指标要求下行链路最大无损伤输入功率为厂家声称额定输入功率增加3 dB，上行不作要求。由厂家声明增加3 dB后的最大允许输入功率。第七章 信号放大测试实验 3)测量方法(1)测试系统类及测试步骤同最大传输功率测量方法。(2)GSM信号发生器频率调到被测基站放大器中心频率，电平调到10 dBm，持续1 min；(3)重复其它

28、指标项的测试，所测数值应在指标范围内。5杂散发射杂散发射1)定义杂散发射是指除去工作载频以及与正常调制相关的边带以外的频率上的发射。2)指标要求指标要求见表7-4。带外杂散发射测量带宽如表7-5所示。第七章 信号放大测试实验 表表7-4 杂散发射指标要求杂散发射指标要求第七章 信号放大测试实验 3)测量方法(1)测量系统及接法类同最大传输功率测量方法中的测量方法，可参见图7-8。(2)GSM信号发生器频率调到被测干线放大器中心频率。(3)将被测干线放大器增益调到最大。(4)按表7-5调频谱分析仪测量带宽及检波方式。(5)在不同的偏移频率上，读杂散发射的功率电平。第七章 信号放大测试实验 表表7

29、-5 带外杂散发射测量带宽带外杂散发射测量带宽第七章 信号放大测试实验 6带内波动带内波动1)定义带内波动是被测干线放大器在设备厂家声明的工作频率范围内最大电平和最小电平的差值。2)指标要求在有效工作频带内：带内波动3 dB(峰-峰值)。3)测量方法(1)按图7-9所示连接测试系统。(2)网络分析仪起、止频率设置成比被测干线放大器工作频带宽。(3)将被测干线放大器增益调到最大。第七章 信号放大测试实验(4)当被测设备为宽带干线放大器时，从标网分析仪上读出被测干线放大器有效工作频带内最大、最小电平之间的差值，即为带内波动。图7-9 带内波动测试第七章 信号放大测试实验 7输入输出电压驻波比输入输

30、出电压驻波比1)定义输入输出电压反射系数是指从输入、输出端口反射的信号电压与输入的信号电压的比。电压驻波比为2)指标要求标称最大输出功率1 W时，电压驻波比1.4；标称最大输出功率1 W时，电压驻波比1.6。3)测量方法(1)按图7-10所示连接测试系统。(7-11)|1|1S第七章 信号放大测试实验 图7-10 电压驻波比测试第七章 信号放大测试实验(2)在网络分析仪测试端口1或2进行开路、短路、负荷校准后设置为测量。(3)将电平调到被测干线放大器允许的最大输入电平。(4)设置干线放大器的增益为最小增益，将其输入或输出端口接到测试端口，输出或输入端口接负载。(5)从网络分析仪读被测干线放大器

31、工作频带内最大的电压驻波比。注意：测量前向或反向输出驻波比时应保证被测干线放大器无输出信号。第七章 信号放大测试实验 8旁路损耗旁路损耗1)定义旁路损耗是指基站放大器发生故障时，旁路保护功能启动后引入的损耗。2)指标要求旁路损耗2.0 dB。3)测试方法(1)测量系统如图7-11所示。(2)基站放大器加电，通过监控面板关闭功放“OFF”，此时为基站放大器旁路状态。(3)信号发生器接基站放大器的BTS端(注意信号源的保护措施)。第七章 信号放大测试实验 图7-11 旁路损耗测试第七章 信号放大测试实验(4)频谱仪接基站放大器输出端ANT(加大功率衰减器或耦合器以保护仪器)。(5)输入信号0 dB

32、m，在频谱仪上读取输出电平，所得便是旁路损耗值。第七章 信号放大测试实验 实验二十二实验二十二 塔顶放大器测试塔顶放大器测试一、实验目的一、实验目的(1)掌握塔顶放大器的参数指标、测试方法与测试流程，全面了解塔顶放大器的工作原理。(2)掌握测试仪器的使用方法和操作规范，对测试仪器有一个全面的了解。二、实验预习要求二、实验预习要求(1)熟悉移动通信中塔顶放大器的工作原理。(2)掌握塔顶放大器的关键参数指标及测试方法。第七章 信号放大测试实验 三、实验仪器和设备三、实验仪器和设备(1)计算机一台；(2)塔顶放大器一台；(3)信号发生器(要求能产生GSM连续波信号，频率涵盖GSM工作频段)一台；(4

33、)频谱分析仪(要求频率涵盖9 kHz12.75 GHz，频率分辨带宽RBW能达到1 kHz)一台；(5)网络分析仪(要求频率涵盖9 kHz2 GHz，附有校准件一套)一台；(6)噪声测试仪(要求频率涵盖9 kHz2 GHz)一台；(7)测试附件(测试电缆、衰减器、功率负载、耦合器、转接器等)一套；(8)塔顶放大器网管软件一套。第七章 信号放大测试实验 四、实验原理四、实验原理塔顶放大器(简称塔放)具有特别灵敏的滤波器和低噪声放大器，用于移动通信基站铁塔顶部天线下方对上行链路射频信号进行放大，提高上行信号接收灵敏度，进而解决上下行链路不平衡的移动通信设备。塔顶放大器种类包括单工塔顶放大器、双工塔

34、顶放大器、双向双工塔顶放大器。塔顶放大器的功能包括以下几点：(1)扩大基站覆盖范围。由于塔放提高了基站接收灵敏度，改善了基站上下行不平衡问题，因此可以增加基站有效覆盖半径。第七章 信号放大测试实验(2)提高上行接收电平，改善弱信号覆盖。安装塔放后，基站接收系统增加了增益；上行接收电平的提高，也就改善了弱信号地区的覆盖问题。(3)降低掉话率，提高通话质量。塔放最根本的技术原理是降低基站接收系统的噪声系数，提高了基站信噪比，也就是提高了通话质量。(4)降低手机输出功率，减少上行信号的干扰。加装塔放的基站，由于其上行接收电平得到加强，因此，所需的手机发射功率可以降低，为手机用户带来节省电池和减少辐射

35、的好处。第七章 信号放大测试实验 五、实验注意事项五、实验注意事项(1)仔细阅读测试仪器的操作规程，避免损坏测试仪器。(2)仔细确认被测设备和测试仪器的连线，避免损坏测试仪器和待测设备。(3)做好测试附件的准备工作。(4)做好测试仪器和设备的开机预热工作，以及测试仪器的自我校准工作。六、实验内容及步骤六、实验内容及步骤1标称标称(最大最大)输出功率输出功率(仅针对双向塔顶放大器的下行仅针对双向塔顶放大器的下行链路链路)1)定义第七章 信号放大测试实验 标称(最大)输出功率是指塔顶放大器在线性工作区内所能达到的最大输出功率，此最大输出功率应满足以下条件：(1)输入信号为GSM连续波信号；(2)增

36、益为最大增益；(3)满足本技术规范书中所有指标要求；(4)在网络应用中不应超过此功率。2)指标要求对于双向塔顶放大器的下行标称(最大)输出功率由厂家声明，标称(最大)输出功率容差应在2 dB范围内，极限条件时应在2.5 dB范围内。3)测量方法(1)按图7-12所示连接测试系统。第七章 信号放大测试实验 图7-12 标称(最大)输出功率测试第七章 信号放大测试实验(2)将GSM信号发生器输出通过电缆接至被测设备输入端口，再将功率衰减器及连接电缆总损耗值作为偏置输入GSM分析仪或功率计中。(3)关闭反向链路(测量前向输出功率)或前向链路(测量反向输出功率)。(4)将GSM信号发生器设置为该被测设

37、备工作频率范围内或指配信道的中心频率；将被测设备增益调到最大。(5)调节GSM信号发生器的输出电平直至ALC启控点，GSM分析仪或功率计上直接显示的每信道功率应在被测设备厂商声明的最大输出功率的容差范围内。(6)记录被测设备的输出功率电平Lout(dBm)及输入电平(GSM信号发生器输出电平减去连接电缆的损耗值)Lin(dBm)。第七章 信号放大测试实验 2增益增益1)最大增益及误差A定义最大增益是指塔顶放大器在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。最大增益误差是指最大增益的实测值与厂家声明值之间的差值。B指标要求12 dB上行最大增益20 dB，下行最大增益35 dB(可调)，具体增益值由

38、厂家声明；最大增益误差不超过3 dB。第七章 信号放大测试实验 C测量方法(1)测试系统及测试步骤类同标称(最大)输出功率测量方法，可参见图7-12。(2)最大增益为Gmax=LoutLin dB (7-12)(3)增益误差为=GmaxG厂家声明值 dB (7-13)2)增益调节范围A定义增益调节范围是指当塔顶放大器增益可调时，其最大增益和最小增益的差值。第七章 信号放大测试实验 B指标要求增益调节范围5 dB，具体为厂家声明值。C测量方法(1)测试系统及测试步骤类同标称(最大)输出功率测量方法。(2)调被测设备增益为最小，从GSM分析仪读出被测设备的输出功率电平Loutmin。(3)调被测设

39、备增益为最大，从GSM分析仪读出被测设备的输出功率电平Loutmax。(4)增益调节范围为 G=LoutmaxLoutmin dB (7-14)第七章 信号放大测试实验 3自动电平控制自动电平控制(ALC)范围范围1)定义自动电平控制是指当塔顶放大器工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平时，塔顶放大器对输出信号电平的控制能力。2)指标要求(1)对单向塔顶放大器和双向塔顶放大器的上行链路不作要求。(2)双向塔顶放大器的下行链路：当输入信号电平提高小于等于6 dB时，输出功率应保持在最大输出功率的1 dB之内或关闭输出(旁路保护)。第七章 信号放大测试实验 3)测量方法(1)测试系统及

40、接法类同标称(最大)输出功率测量方法中的测试系统及接法，可参见图7-12。(2)将被测设备增益调至最大。(3)接通被测设备ALC功能。(4)将被测设备输入电平提高6 dB，观测GSM信号分析仪或功率计上的读数变化(应不超过2 dB)，继续提高输入电平，被测设备输出变化仍应不超过1 dB或关闭。4最大允许输入电平最大允许输入电平1)定义最大允许输入电平是指被测塔顶放大器能承受而不致引起损伤的输入电平。第七章 信号放大测试实验 2)指标要求(1)单向塔顶放大器：上行链路最大无损伤输入功率为-10 dBm，下行不作要求。(2)双向塔顶放大器：下行链路最大无损伤输入功率为厂家声称额定输入功率增加3 d

41、B，由厂家声明增加3 dB后的最大允许输入电平；上行链路最大无损伤输入功率为10 dBm。3)测量方法(1)测试系统为图7-12所示。(2)GSM信号发生器频率调到被测设备中心频率,电平调到指标要求中规定的最大无损伤输入功率电平，持续1 min。第七章 信号放大测试实验(3)重复增益调节范围、自动电平控制、最大允许输入电平的指标项的测试，所测数值应在指标范围内。5杂散发射杂散发射(仅对双向塔放的下行链路仅对双向塔放的下行链路)1)定义杂散发射是指除去工作频带以及与正常调制相关的边带以外的频率上的发射。2)指标要求杂散发射的指标如表7-6所示。带外杂散发射测量带宽如表7-7所示。表表7-6 杂散

42、发射指标要求杂散发射指标要求第七章 信号放大测试实验 表表7-7 带外杂散发射测量带宽带外杂散发射测量带宽第七章 信号放大测试实验 3)测量方法杂散发射测量系统与测试方法类同最大输出功率的测量方法，可参见图7-12。6带内波动带内波动1)定义带内波动是指被测塔顶放大器在卖方声明的工作频率范围内的最大电平和最小电平的差值。2)指标要求带内波动3 dB(峰峰值)。3)测量方法(1)按图7-13所示连接测试系统。第七章 信号放大测试实验 图7-13 带内波动测试第七章 信号放大测试实验(2)扫频信号发生器起、止频率设置成比被测设备工作频带宽，电平调到增益调节范围的测量方法中记录的Lin。(3)被测设

43、备增益调到最大。(4)当被测设备为宽带设备时，从标网分析仪上读出被测设备有效工作频带内最大、最小电平之间的差值，即为带内波动。7输入输出电压驻波比输入输出电压驻波比1)定义输入输出电压反射系数是指从输入、输出端口反射的信号电压与输入的信号电压的比。电压驻波比为|1|1S(7-15)第七章 信号放大测试实验 2)指标要求单向塔顶放大器：电压驻波比1.4；双向塔顶放大器：电压驻波比1.5。3)测量方法(1)按图7-14所示连接测试系统。图7-14 电压驻波比测试第七章 信号放大测试实验(2)按被测设备要求调网络分析仪起、止频率，单端口S11(或S22)测量，并调表达格式为驻波对应频率，电平调到被测

44、设备允许的最大输入电平。(3)在网络分析仪测试端口1或2进行开路、短路、负荷校准后设置为测量。(4)设置被测设备的增益为最小增益，将其输入或输出端口接到测试端口，输出或输入端口接负载；从网络分析仪读被测设备工作频带内最大的电压驻波比。(5)测量前向或反向输出驻波比时应保证被测设备无输出信号。8噪声系数噪声系数(仅对塔顶放大器的上行链路仅对塔顶放大器的上行链路)1)定义第七章 信号放大测试实验 噪声系数是指被测塔顶放大器在工作频带范围内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比的比，用dB表示。2)指标要求单向塔顶放大器：上行链路噪声系数NF2 dB(最大增益)；双向塔顶放大器：上行链路噪声系数NF3

45、dB(最大增益)。3)测量方法(1)按图7-15虚线所示连接，校准噪声系数测试仪。(2)按图7-15实线所示连接测试系统。(3)关闭ALC并将被测设备增益调节为最大增益。(4)用噪声系数测量仪测试被测设备噪声系数。第七章 信号放大测试实验 图7-15 噪声测试示意图第七章 信号放大测试实验 9旁路损耗旁路损耗1)定义旁路损耗是指塔顶放大器故障时，旁路保护功能启动后引入的损耗。2)指标要求单向塔顶放大器：上行旁路损耗1.8 dB；双向塔顶放大器：上行、下行旁路损耗1.5 dB。3)测量方法(1)连接测试图如图7-16所示。塔顶放大器无需加电，此时上行链路直接为旁路状态。第七章 信号放大测试实验 图7-16 旁路损耗测试第七章 信号放大测试实验(2)信号发生器接塔顶放大器的重发端，频谱仪接塔顶放大器施主端。(3)输入信号0 dBm，在频谱仪上读取输出电平，所得便是旁路损耗值。双向塔顶放大器下行链路旁路损耗参照此测试方法。