一種掃頻儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種掃頻儀，包括掃頻模塊、放大器、衰減器、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、頻譜模塊、帶通濾波器、輸入模塊，掃頻模塊與衰減器通過放大器相連；放大器與頻譜模塊相連；頻譜模塊與帶通濾波器相連；衰減器與顯示模塊通過數(shù)據(jù)處理模塊相連；輸入模塊與顯示模塊相連。本實用新型的掃頻儀通過在頻譜模塊端添加帶通濾波器可完全避免諧波失真，極大的方便建站前的干擾排查工作，很好的解決了掃頻過程諧波信號干擾的問題。
【專利說明】一種掃頻儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種掃頻儀。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境越來越復雜，各種干擾信號越來越多，因此在建網(wǎng)前期需做清頻(對干擾頻率進行過濾清除)測試、干擾排查工作。掃頻儀的頻譜功能和頻譜儀在捕捉真實無線環(huán)境信號上的工作原理是一樣的，它是利用頻率域?qū)o線信號進行分析、研究處理的一種儀器，廣泛應用于干擾信號的測量、頻譜的監(jiān)測等領(lǐng)域，因此在建網(wǎng)前期掃頻儀和頻譜儀大量應用于清頻測試、干擾排查工作。
[0003]實際無線環(huán)境的測試中當天線端口輸入的GSM信號或同頻段的干擾信號功率大于器件的線性工作范圍時，掃頻設(shè)備對源信號的測量就會產(chǎn)生諧波信號，且多個強信號輸入時，還會產(chǎn)生GSM信號互調(diào)后的諧波產(chǎn)物。
[0004]對于諧波的抑制能力決定了測試中對實際信號測量的準確性，放大器由于其非線性(輸入輸出不是正比例的情形)特性，決定了對諧波抑制能力的局限性，所以在掃頻測試中非線性射頻器件都會產(chǎn)生諧波，如圖1所示為其原理圖，f I代表第一頻率的諧波，f2代表第二頻率的諧波。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是公開一種掃頻儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的掃頻時諧波信號影響的問題。
[0006]本實用新型掃頻儀包括:掃頻模塊、放大器、衰減器、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、頻譜模塊、帶通濾波器、輸入模塊，掃頻模塊與衰減器通過放大器相連；放大器與頻譜模塊相連；頻譜模塊與帶通濾波器相連；衰減器與顯示模塊通過數(shù)據(jù)處理模塊相連；輸入模塊與顯示模塊相連。
[0007]在上述技術(shù)方案中，掃頻模塊為用于對掃頻信號進行采樣并發(fā)送給放大器的模塊。
[0008]在上述技術(shù)方案中，放大器為用于對接收到的所述掃頻信號進行放大的放大器。
[0009]在上述技術(shù)方案中，衰減器為用于對經(jīng)過放大的掃頻信號進行衰減的衰減器。
[0010]在上述技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)處理模塊為用于對掃頻信號進行分析，并將分析結(jié)果發(fā)送給顯示模塊的模塊。
[0011]在上述技術(shù)方案中，顯示模塊為用于對輸出的掃頻信號信息進行顯示的模塊。
[0012]在上述技術(shù)方案中，頻譜模塊為用于對掃頻信號的功率、頻率進行分析的模塊。
[0013]在上述技術(shù)方案中，帶通濾波器為用于對掃頻過程出現(xiàn)的干擾信號進行過濾的濾波器。
[0014]在上述技術(shù)方案中，輸入模塊為鍵盤。
[0015]本實用新型的掃頻儀通過在頻譜模塊端添加帶通濾波器可完全避免諧波失真問題，極大的方便建站前的干擾排查工作，很好的解決了掃頻過程諧波信號干擾的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中掃頻時放大器產(chǎn)生諧波的原理圖；
[0017]圖2是本實用新型的掃頻儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是對諧波信號產(chǎn)生原因的分析流程圖；
[0019]圖4是現(xiàn)有技術(shù)的掃頻儀頻譜設(shè)計圖；
[0020]圖5是本實用新型的掃頻儀頻譜設(shè)計圖；
[0021]圖6是放大器產(chǎn)生諧波失真時信號增長示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的幾個【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本實用新型的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0023]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的掃頻時諧波信號影響的問題，本實用新型提出了一種掃頻儀，如圖2所示，包括:掃頻模塊10、放大器20、衰減器30、數(shù)據(jù)處理模塊40、顯示模塊50、頻譜模塊60、帶通濾波器70、輸入模塊80，掃頻模塊10與衰減器30通過放大器20相連；放大器20與頻譜模塊60相連；頻譜模塊60與帶通濾波器70相連；衰減器30與顯示模塊50通過數(shù)據(jù)處理模塊40相連；輸入模塊80與顯示模塊50相連。
[0024]掃頻模塊10用于對掃頻信號進行采樣，包括傳輸特性和阻抗特性等，并將采樣結(jié)果發(fā)送給放大器20 ;放大器20用于對接收到的掃頻信號的電壓或功率進行放大，對掃頻信號進行復現(xiàn)和增強；衰減器30用于對經(jīng)過放大的掃頻信號進行衰減，調(diào)整掃頻信號的功率、電平等；數(shù)據(jù)處理模塊40用于對掃頻信號的傳輸特性、阻抗特性、功率、電平等進行分析處理；顯示模塊50用于對輸出的掃頻信號信息進行顯示；頻譜模塊60用于對掃頻信號的功率、頻率進行測量；帶通濾波器70用于對掃頻過程中出現(xiàn)的干擾信號進行過濾，帶通濾波器70通過某一頻率范圍內(nèi)的頻率分量，將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平；輸入模塊80用于對掃頻儀進行輸入操作。
[0025]掃頻儀的頻譜模塊60與頻譜儀的原理相同，掃頻儀外接頻譜儀與掃頻儀中內(nèi)置頻譜模塊60的實際技術(shù)效果相同，為便于操作，在本實用新型的實施例中，以頻譜儀的測試結(jié)果替代頻譜模塊60的測試結(jié)果。
[0026]在使用掃頻儀對F頻段(1880-1900MHZ)干擾掃頻時發(fā)現(xiàn)大量的干擾信號，同時使用頻譜儀進行了測試，也發(fā)現(xiàn)和掃頻儀相同的干擾，通過對干擾信號時域上的觀察，諧波信號的時域特征波形為0.57ms左右，為典型的GSM信號。
[0027]如圖3所示，對上述干擾信號進行處理的具體流程如下:
[0028]步驟101:收集掃頻儀的掃頻數(shù)據(jù)；
[0029]步驟102:對掃頻數(shù)據(jù)的干擾信號類型進行分析；
[0030]步驟103:對干擾信號產(chǎn)生的原因進行分析，判斷是基站自身產(chǎn)生的諧波還是天線老化問題產(chǎn)生的干擾，轉(zhuǎn)入步驟105 ；
[0031]步驟104:對掃頻儀、頻譜儀本身進行驗證；
[0032]步驟105:進行干擾原因的驗證分析；
[0033]步驟106:找到干擾信號產(chǎn)生的原因，進行相應處理；
[0034]步驟107:解決問題。
[0035]具體干擾原因的分析:
[0036]通過掃頻測試的數(shù)據(jù)以及頻譜儀測試數(shù)據(jù)分析來看，干擾類型的特征與GSM 二次諧波的特征非常相似，可能是GSM900信號導致的諧波干擾。
[0037]對GSM諧波產(chǎn)生的原因進行了分析:
[0038](I)天線老化對諧波的影響；
[0039](2)基站設(shè)備RRU(Rad1 Remote Unit,射頻拉遠單元,用于在遠端將基帶光信號轉(zhuǎn)成射頻信號放大傳送出去)設(shè)備信號源自身產(chǎn)生的諧波影響。
[0040]對以上分析的原因分別進行驗證:
[0041](I)更換天線進行測試
[0042]以貴陽市l(wèi)HX_g騎集團站點為試點進行天線更換，2次分別更換京信和TKB天線，GSM900諧波仍然存在，排除天線問題。
[0043](2) GSM900信源端增加GSM900M的二次諧波濾波器測試
[0044]在GSM900信源端增加GSM900諧波/雜散濾波器進行測試，諧波信號仍然存在，排查GSM900信源問題。
[0045](3) GSM信源模塊實驗室鏡像驗證
[0046]為了排查GSM900基站本身可能產(chǎn)生的諧波干擾，我們對GSM900基站進行了諧波的測試驗證，選取1XH_沱江巷I小區(qū)(該站點掃頻也存在干擾問題)為實驗室，完全鏡像環(huán)境對MRFU V1900M模塊(編碼:02317093)在TD-LTE頻段二次諧波/互調(diào)的測試，I小區(qū)配置3載波基帶跳頻，3個載波對應頻點分別為9、25和70，每載波配置功率25W(44dBm)，其二次諧波信號大小大約在-82Bm/100KHz，模塊對二次諧波的抑制度大約為44-(-82+3)=123dBc ;互調(diào)信號大小大約為-73dBm/100KHz，模塊對互調(diào)信號的抑制度為44-(-73+3)=IHdBc0模塊在1880-1900頻段的發(fā)射雜散水平完全滿足GSM協(xié)議要求，由此可判斷，基站本身諧波干擾對測量結(jié)果基本無影響。
[0047]通過以上的測試基本可以排除掃頻儀、頻譜儀所測試到的諧波來自于基站本身以及天線老化的可能。
[0048](4)掃頻儀、頻譜儀增加1880-1900MHZ帶通濾波器進行驗證
[0049]通過在掃頻儀和頻譜儀端增加1880-1900MHz濾波器對1880-1900MHz頻段進行掃頻驗證發(fā)現(xiàn)，增加了濾波器后，干擾消失。
[0050]掃頻儀頻譜模塊60與掃頻模塊10獨立，頻譜模塊60的原理和便攜式頻譜儀原理相同。鑒于在不外接帶通濾波器70的情況下，掃頻儀和頻譜儀在900MHz強信號二次諧波飽和失真會對清頻結(jié)果產(chǎn)生一些不利影響，針對此情況可選擇外接帶通濾波器70，或者將設(shè)備內(nèi)部進行升級，升級后的效果等同于外接帶通濾波器70，如圖4、圖5所示分別為現(xiàn)有技術(shù)及本實用新型的掃頻儀頻譜設(shè)計圖。
[0051]從以上測試可以發(fā)現(xiàn)，通過使用帶通濾波器70對1880-1900MHZ頻段外的信號進行濾凈后，之前掃頻儀和頻譜儀的GSM900 二次諧波消失，由此可以判斷，很有可能是由于掃頻儀和頻譜儀接收到GSM900信號過強，導致測試設(shè)備受到阻塞而失真產(chǎn)生的諧波信號，在此，我們對掃頻儀和頻譜儀進行了失真門限的測試，具體測試流程如下:
[0052]步驟201:給頻譜儀灌入強GSM900信號，使其非線性失真，在1880_1900MHz產(chǎn)生二次諧波。
[0053]步驟202:逐步降低GSM900信號的強度，直至1800_1900MHz的二次諧波信號消失，此時的GSM900信號強度即為該頻譜儀的失真門限。
[0054]基站發(fā)射GSM900信號功率31W(45dBm)，經(jīng)衰減器30衰減后，輸入頻譜儀，使頻譜儀飽和產(chǎn)生非線性二次諧波；此時對基站發(fā)射功率等級進行調(diào)整，使二次諧波消失，記錄此時基站發(fā)射功率大小，計算或者掃描出掃頻儀/頻譜儀的GSM900電平值即為掃頻儀/頻譜儀的失真門限。
[0055]對掃頻儀和頻譜儀羅特斯瓦茨FSH3掃頻也分別進行了測試，各型號的頻譜儀/掃頻儀測試結(jié)果匯總?cè)绫鞩所示:
[0056]表I
[0057]
~~失真門限型號，、


(dBm)
安捷倫N934GB -50
羅德施瓦茨


-47

FSH3
[掃頻儀_ —5 O
[0058]通過對上述三種設(shè)備的測試，以上三種設(shè)備接受到GSM900信號在_47到-50dBm以上的時候，就會產(chǎn)生失真出現(xiàn)“二次諧波信號”。
[0059]失真是指輸出信號相對輸入信號波形的畸變，是放大器20的重要參數(shù)之一。諧波失真是常見的失真現(xiàn)象，當信號的頻率及電平較高時，放大器輸入飽和產(chǎn)生非線性畸變，使輸出信號中產(chǎn)生新的諧波成分，改變了原信號頻譜，輸出內(nèi)容新添了一些原信號的2倍、3倍、4倍……甚至更高倍的頻率成分(諧波)，這種因諧波引起的失真叫做諧波失真。
[0060]放大器20是掃頻儀和頻譜儀等測試設(shè)備的重要組成器件之一，當設(shè)備接收端輸入信號功率超過一定門限后，放大器20工作超出其線性范圍，就會產(chǎn)生諧波失真的情況，且隨著信號的增強，諧波信號強度會成倍增長，原理如圖6所示。
[0061]本實用新型的掃頻儀在頻譜模塊60前端加入了帶通濾波器70，使得掃頻儀對于自身諧波的抑制能力得到了大幅度的提高，完全可以替代目前的掃頻儀(或頻譜儀)+濾波器的測試方式，簡化了測試方式。針對于修改后的掃頻儀，表明本實用新型的掃頻儀對于自身諧波的抑制能力，有了很大的提高，可以滿足測量要求。
[0062]本實用新型的掃頻儀通過在頻譜模塊端添加帶通濾波器可完全避免諧波失真問題，極大的方便建站前的干擾排查工作，很好的解決了掃頻過程諧波信號干擾的問題。
[0063]以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種掃頻儀，包括:掃頻模塊、放大器、衰減器、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、頻譜模塊、帶通濾波器、輸入模塊，所述掃頻模塊與所述衰減器通過所述放大器相連； 所述放大器與所述頻譜模塊相連；所述頻譜模塊與所述帶通濾波器相連；所述衰減器與所述顯示模塊通過所述數(shù)據(jù)處理模塊相連；所述輸入模塊與所述顯示模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃頻儀，其特征在于，所述輸入模塊為鍵盤。
【文檔編號】G01R23/165GK204008853SQ201320849760
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】梁曉洪, 胡宇, 陳宇恒, 馮先慶, 賀明, 徐建林, 江越山, 劉磊 申請人:中國移動通信集團貴州有限公司