1 Введение
С момента появления радиопередатчика измерение выходной мощности передатчика стало предметом внимания радиочастотных инженеров. В этой статье кратко описывается применение сквозных и терминальных силовых измерителей; Основное внимание было уделено применению BIRD 5012 B Digital Transport Power Mechanger в технике мобильной связи.

2 История прохождения силовых измерителей
В 1952 году основатель BIRD Джей Рэймонд Бёрд изобрел принцип сквозного энергометра Thruline. ®， С тех пор промышленный стандарт для измерения радиочастотной мощности стал методом измерения мощности. Принцип измерения мощности с помощью метода состоит в следующем:


Типичным представительным продуктом радиочастотного энергометра является модель 43 компании BIRD (см. рисунок 2), которая на самом деле является сигнальным стимулятором с пассивным диодным радиочастотным датчиком. На одной стороне коаксиальной линии установлена направленная полуволновая схема обнаружения волн на диоде (см. рисунок 1), которая соединяется с исправленной поверхностью для считывания эффективной мощности.
Схема детектирования связана с линией передачи через диэлектрик и отбирает положительную и отражающую мощность в соответствии с направлением датчика, расположенного рядом с линией передачи.


Поскольку традиционный проходной динамометр использует линейный диод в качестве детектора, его динамический диапазон обычно составляет около 7 дБ; Также невозможно точно измерить радиочастотную мощность сигнала модуляции пиковой / средней мощности в современной связи. Эволюция с помощью силовых измерителей на сегодняшний день привела к значительному прогрессу в измерении широкополосного, пикового / среднего соотношения мощности. Как Bird
Новый продукт компании 5012B (см. рисунок 3) имеет пропускную способность видео Zui 10 МГц, динамический диапазон 30 дБ и измерительную способность соотношения пиковой / средней мощности 12 дБ; Кроме того, можно измерить среднюю мощность радиочастотного сигнала, пиковую мощность, внезапную мощность, соотношение пиковой / средней мощности и параметры CCDF. Даже широкополосные модулированные радиочастотные сигналы с большим динамическим диапазоном, такие как WCDMA, 5012B * могут анализировать * свои энергетические характеристики.

3 Используйте проходной или терминальный измеритель мощности?
В отличие от оконечных силовых измерителей, прямолинейная мощность и отраженная мощность каждого сечения в передающей системе действительно отражаются с помощью измерителя мощности. Сопротивление входного сигнала терминального энергометра составляет 50 Ом. При измерении мощности терминальный измеритель мощности заменяет нагрузку передатчика, то есть терминальный измеритель мощности идеализирует нагрузку передатчика (см. рисунок 4). Таким образом, конечный измеритель мощности измеряет выходную мощность передатчика при идеальной нагрузке; Если система подачи сигнала хорошо согласуется, этот результат может реально отражать выход системы передачи; Если система подачи сигнала не совпадает должным образом (например, VSWR > 1.5), то конечный измеритель мощности не может точно отражать систему передачи.
Терминальный измеритель мощности подходит для лабораторных применений.

В отличие от силовых измерителей, он фактически размещает связанный зонд на стороне линии передачи, и электрическая длина датчика силовых измерителей почти ничтожна по сравнению с рабочей длиной волны передатчика. Таким образом, если проекционный динамометр помещается в определенное сечение передающей системы, результатом является положительная и отражающая мощность этого сечения (VSWR).
Пропускной измеритель мощности подходит для полевых применений.



5012B измерительная система дневного питания передатчика с анализатором дневного питания


Для радиооператоров / инженеров и производителей имеет большое значение измерение мощности с помощью метода измерения мощности, который позволяет точно измерять все радиочастотные показатели от выходного конца передатчика до входного конца антенны в сочетании с силовым измерителем BIRD5012B и анализатором антенны серии SA, как показано на рисунке 5.
Анализатор антенны серии SA представляет собой однопортовый сетевой анализатор, который также может использоваться в качестве дисплея 5012B. Подключение SA к четырехполюсному альтернативному передатчику на рисунке 5 позволяет измерять параметры S11 на входном конце системы подачи, определять неисправность всей системы (DTF) и измерять параметры S21 системы подачи на одном конце. При установке строки 5012B на выходном конце позиционного передатчика можно утверждать, что выходная мощность передатчика находится в пределах проектного диапазона; Точное измерение выходной и отраженной средней мощности базовой станции, пиковой мощности, внезапной мощности, отношения пиковой средней мощности (пиковый фактор) и комплементарной функции распределения накопления (CCDF). Это касается инженеров по разработке и техническому обслуживанию радиооборудования. Расположение на входном конце антенны, чтобы определить, насколько большой сигнал передатчика действительно излучает в пространство; Это касается инженеров по сетевому планированию и оптимизации. Местоположение 2 позволяет проверить соответствие пусковой системы в определенном месте, что беспокоит инженеров по техническому обслуживанию оборудования. В таблицах 1 и 2 показаны измерения 5012B на базовых станциях WCDMA и GSM900, соответственно:

Таблица 1. Результаты измерений базовых станций WCDMA

Таблица 2. Результаты измерений базовых станций GSM900

В дополнение к нормальным положительным и отраженным измерениям мы также видим, что пиковые факторы сигнала WCDMA намного больше, чем сигналы GSM, что отражает линейность усилителя, о чем будет сказано ниже.
4 Измерение потерь при вставке пассивных устройств
Потери при вставке пассивного устройства могут быть очень точно измерены с помощью двух силовых измерителей с точностью, сопоставимой с результатами испытаний сетевого анализатора (см. рисунок 6).
Основой этого метода измерения является альтернативный метод. То есть сначала два силовых измерителя подключаются непосредственно к прецизионному радиочастотному адаптеру (например, Nm - Nm), а затем заменяют радиочастотный адаптер измеренным устройством, чтобы прочитать четыре показания мощности, соответственно, чтобы рассчитать точную величину потерь при вставке измеренного устройства. Подробности см. в статье « Измерение потерь при вставке с помощью силовых счетчиков» (номер файла: 03TF - 001 - v1.0 - AN).

Этот метод позволяет точно измерить все потери при вставке сотовой базовой станции от выхода передачи до ввода антенны, что полезно для обслуживания базовой станции. Хотя потери при вставке длинного кабеля также могут измеряться с помощью сетевого анализатора на одном конце, сетевой анализатор должен измеряться в одной и той же среде и точно устанавливать фазовую скорость кабеля, иначе может возникнуть дополнительная ошибка тестирования; С помощью силовых измерителей не нужно знать эти параметры, он просто рассматривает всю систему (включая трамплин, основной фидер, молниеотвод, направленную связь и т. Д.) вместе как сеть с двумя портами.
5 Измерение распределения мощности с помощью усилителей серии AIMОсобенности большого аппарата

Устройство для тестирования усилителей серии AIM представляет собой подсистему радиочастотных измерений, которая в сочетании с анализаторами спектра 5012B и спектра может измерять такие показатели, как искажения взаимности усилителя, мощность и усиление (см. рисунок 7).

На рисунке 8 показан процесс измерения 5012B и AIM.


В современных системах связи инженеры - конструкторы уделяют больше внимания линейным показателям усилителей, чем показателям эффективности, что связано с рабочими характеристиками системы, особенно в системах широкополосной связи, таких как базовые станции CDMA / WCDMA и прямые станции.
Линейность усилителя обычно отображается с помощью IM3, что требует источника сигнала и спектрального анализатора. Линейность усилителя также может быть измерена с помощью сквозного энергометра, и метод прост: дополнительная функция распределения накопления (CCDF) на входном и выходном концах усилителя измеряется отдельно, и чем больше эти два значения совпадают, тем лучше линейность усилителя.
При измерении линейности усилителя с помощью измерителя мощности можно также измерить усиление и выходную мощность усилителя; Это очень важно для быстрого тестирования на производственных линиях. Кроме того, линейность усилителя напрямую влияет на чистоту выходного спектра передатчика и, следовательно, на инженеров радиосистем.
6 Пиковый фактор для измерения усилителя мощности (пиковое среднее соотношение мощности)
Как и белый шум, средняя мощность усилителя является лишь одним из его важных параметров. Учитывая статистические характеристики многонесущих и цифровых модуляционных систем, важным параметром является соотношение пиковой / средней мощности (см. таблицы 1 и 2). Например, пиковое соотношение мощности сигнала цифровой модуляции 8 - VSB обычно составляет 6 дБ, в то время как сигнал модуляции CDMA может достигать 10 дБ; такая высокая пиковая мощность может привести к насыщению усилителя, что приведет к ошибке цифрового сигнала, поэтому правильное измерение пикового соотношения мощности усилителя имеет большое значение для разработки и производства усилителя.
Bird 43 / 5012 Применение радиочастотного энергометра