淺析射頻無源器件應(yīng)用對無線通信的影響

　　射頻無源器件性能參數(shù)主要包括工作頻段、插入損耗、輸入輸出駐波、端口隔離度、帶內(nèi)波動、帶外抑制、互調(diào)產(chǎn)物和功率容量等。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況和測試情況，無源器件是影響現(xiàn)網(wǎng)的關(guān)鍵性因素。

　　關(guān)鍵性因素主要包括：

　　●端口隔離度

　　隔離度不好會造成各制式之間干擾，傳導(dǎo)雜散和多載波互調(diào)產(chǎn)物對終端上行信號干擾。

　　●輸入輸出駐波

　　無源器件駐波比較大的情況下，反射信號變大，極端情況基站駐波告警，損壞射頻元件和功放。

　　●帶外抑制

　　帶外抑制不好會加大系統(tǒng)間干擾，良好的帶外抑制能力和良好的端口隔離度一樣有助于減輕系統(tǒng)間串?dāng)_。

　　●互調(diào)產(chǎn)物

　　較大的互調(diào)產(chǎn)物會落入上行頻段，會導(dǎo)致接收機(jī)性能惡化。

　　●功率容量

　　多載波、大功率輸出、大峰均比信號條件下功率容量不足會導(dǎo)致容易出現(xiàn)底噪抬升，出現(xiàn)無法呼通或掉話等網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量嚴(yán)重下降情況，會引起飛弧和打火情況，極端情況會擊穿燒毀導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓造成不可逆的損失。

　　●器件加工工藝與材質(zhì)

　　材質(zhì)和加工工藝不過關(guān)直接導(dǎo)致器件各項參數(shù)性能下降，同時器件耐久性和環(huán)境適應(yīng)性大大降低。

　　一般性因素主要包括：

　　●插入損耗

　　插入損耗過大會使信號在鏈路上損失較多的能量影響覆蓋范圍，同時增加直放站又會引入新的干擾，而一味提高基站發(fā)射功率又不環(huán)保，而且超出功放線最優(yōu)線性工作區(qū)間時發(fā)射機(jī)信號質(zhì)量會惡化，會影響室內(nèi)分布設(shè)計預(yù)期的實現(xiàn)。

　　●帶內(nèi)波動

　　帶內(nèi)波動較大會導(dǎo)致帶內(nèi)信號平坦度不好，當(dāng)帶內(nèi)有多載波時候會覆蓋影響，會影響室內(nèi)分布設(shè)計預(yù)期的實現(xiàn)。

　　●工作頻段。

　　(1)合路功能射頻無源器件對網(wǎng)絡(luò)的影響

　　室內(nèi)分布中主要使用3dB電橋和多頻合路器進(jìn)行合路。

　　3dB電橋在室分系統(tǒng)中一般采用兩種方式的連接，即同基站雙極化兩扇區(qū)不同載波合路方式或兩基站同頻段多載波的合路連接方式。由于目前3dB電橋隔離度指標(biāo)要求定在25dB,一般不超過30dB,致使兩個合路端口的載波信號互為干擾。這種連接方式，會使基站產(chǎn)生互調(diào)，如增大相互之間的隔離度，會使其影響降至最低。

　　由于無源器件非線性會導(dǎo)致互調(diào)產(chǎn)物，同時當(dāng)網(wǎng)絡(luò)饋送的載波數(shù)量增多時，這種干擾會加劇，以致被干擾頻段的低噪抬高。在這種情況下，多頻合路器要優(yōu)選于3dB電橋，因為3dB電橋兩端口隔離度一般只有25~30dB,而現(xiàn)網(wǎng)使用的多頻合路器端口之間隔離度至少要達(dá)到80dB,因此在多個制式多載波基站合路時候是應(yīng)該首選多頻合路器的，因為較大的端口隔離度會抑制端口之間的互調(diào)及雜散串?dāng)_。

　　在使用合路功能的無源器件的時候，首先要考慮其端口隔離和帶外抑制的問題，在理論上存在合路信源相互間干擾的情況下，應(yīng)遵循選取的器件確保有效的隔離度和良好的帶外抑制能力。同時，合路信號存在較大功率的情況，要保證選取功率容量足夠的腔體器件，否則會引起擊穿或短路，同時要確保器件的材質(zhì)制造工藝如焊接、連接、電鍍等方面滿足要求，避免打火飛弧現(xiàn)象的發(fā)生。

　　目前，運營商在大型建筑的室內(nèi)分布工程較為廣泛使用多系統(tǒng)接入平臺(POI,Point of Interface)，它的主要功能是將各基站不同頻段的載頻信號合成送至共用的天饋分布系統(tǒng)，主要由寬頻帶的橋路合路器、多頻段合路器、負(fù)載等無源器件組成。利用POI 采用前級合路上下行天饋系統(tǒng)分開的模式，這樣就可以在一定程度上避免下行對上行的干擾。

　　(2)分配功能射頻無源器件對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響

　　分配器件主要起到功率分配和頻率分配的作用，主要包括功分器、耦合器，電橋和多頻合路器也可作為分配器件使用。

　　分配器件一般直接與基站連接，直接與基站相接的器件應(yīng)考慮器件的類別和材質(zhì)工藝的要求，耐功率程度和互調(diào)指標(biāo)和隔離度是關(guān)鍵選擇的重要指標(biāo)。避免使用較小功率的耦合器和功分器。器件功率容量不足回導(dǎo)致打火，會導(dǎo)致?lián)舸┗驘龤?，駐波較大會增大反射信號，過大的反射信號會對信源的功放造成損害。

　　(3)射頻無源器件的設(shè)計與制造對應(yīng)用的影響

　　現(xiàn)網(wǎng)中使用的無源器件按照設(shè)計制造原理和生產(chǎn)工藝來區(qū)分，可分為腔體和微帶兩種類型。腔體器件主要包括腔體功分器、腔體耦合器、腔體濾波器、腔體合路器和腔體電橋等;微帶器件主要包括微帶功分器、微帶耦合器和微帶電橋等。腔體器件體積普遍大于微帶類器件，同時腔體器件的加工工藝和制造難度要大于微帶器件，成本也高于微帶器件。但是腔體器件插入損耗小、使用壽命長、同時功率容量大，特別是耐功率性能要好于微帶器件，目前條件下運營商現(xiàn)網(wǎng)大多傾向采用腔體無源器件。

　　無源器件按照接口類型分類主要有N、BNC、SMA、TNC、DIN7-16 型等，同時絕大多數(shù)接口也有極性之分，即分為Male 陽頭和Female 陰頭。由于N型和DIN7-16 型接口，使用螺紋鎖緊連接非常堅固可靠，防護(hù)等級高、氣候耐受性好并且互調(diào)性能較好，DIN7-16型特別適用于大功率和戶外應(yīng)用。這兩種系列連接器在無線通信工程建設(shè)中使用最為廣泛。

　　無線通信中無源器件與有源設(shè)備相比種類相對較少，結(jié)構(gòu)簡單，無源器件制造技術(shù)和工藝門檻較低，但是無源器件質(zhì)量優(yōu)劣直接影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和運營的穩(wěn)定程度。由于計算機(jī)輔助設(shè)計軟件的興起，無源器件原理設(shè)計和參數(shù)定制趨于規(guī)范化和程序化，因此在設(shè)計方面器件廠商不存在瓶頸，而是由于降低成本或生產(chǎn)能力方面的因素，在選材和加工工藝方面的不當(dāng)和欠缺是導(dǎo)致無源器件性能指標(biāo)無法達(dá)到設(shè)計要求的重要原因。

　　影響無源器件產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素包括設(shè)計、選材與加工工藝等方面。設(shè)計上要精確，材料選取上要符合工程器件要求，加工工藝上要能夠保證實現(xiàn)設(shè)計的精度要求并保證產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。

　　加工工藝上首先要保證加工精度。腔體表面潔凈對器件整體性能有較大影響，毛刺尖角會導(dǎo)致飛弧噪聲和互調(diào)較差。器件加工要在放水、防腐、防塵等方面采取積極有效的措施，充分考慮到實際網(wǎng)絡(luò)的工作環(huán)境。如在腔體器件加工是采用數(shù)控銑床加工或一次壓鑄成型，連接緊固螺絲采用防銹金屬，器件表面防腐處理同時采用導(dǎo)電密封膠進(jìn)行密封等。優(yōu)質(zhì)大功率一般內(nèi)導(dǎo)體與內(nèi)芯一體化完成，采用DIN或N型接頭，采用腔體空氣結(jié)構(gòu)，腔體采用鋁合金一次壓鑄成型，先鍍銅后鍍銀處理，密封無縫隙，表面光滑。接頭外導(dǎo)體采用黃銅或三元合金并鍍鎳，內(nèi)芯采用延展性好的鈹青銅鍍銀處理。

　　4 結(jié)束語

　　無源器件的應(yīng)用范圍應(yīng)與其類型與規(guī)格參數(shù)相適應(yīng)。每種器件有各自的功能和規(guī)格參數(shù)，在使用中應(yīng)注重工作頻段及室內(nèi)分布鏈路設(shè)計時對各部分參數(shù)的限制。每類器件都有各自的應(yīng)用場景，同時各類器件功能特性規(guī)格參數(shù)各不相同，在使用時也是需要充分考慮，盡量避免無源器件對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不利影響。