面向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )安裝維護的測試儀表

　　在一個(gè)典型的無(wú)線(xiàn)系統中，現場(chǎng)工程師和技術(shù)人員經(jīng)常面臨形式各樣的系統部件，包括天線(xiàn)、電纜、濾波器、多路復用器、放大器、隔離器、環(huán)行器、開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器等。每個(gè)部件的失誤，都可能導致整個(gè)系統失敗。而其他現場(chǎng)工作人員，則將在不同的射頻/微波系統上進(jìn)行工作，涉及范圍從廣播頻段到Ku波段雷達。

　　民用設備和國防設備維修人員，往往需要快速評估和排除故障，還不能從機身中移出航空電子設備。在這些案例中，射頻和微波系統的性能主要依靠高精密零件，但其中有許多零件易受天氣和老化的影響。

　　例如，由于腐蝕、潮氣侵入、正常的老化過(guò)程等原因，電纜、天線(xiàn)、濾波器的性能會(huì )隨時(shí)間而降低。

　　此外，為優(yōu)化無(wú)線(xiàn)通信系統的覆蓋范圍，傳輸和接收路徑需要信號分離元件以防止干擾，從而符合行業(yè)頻譜規范，并滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)范圍需求。

　　測量和調試雙端口器件，如腔體濾波器、合路器、多路復用器(這些部分多少都需要進(jìn)行一些主機共置，從而讓系統滿(mǎn)足發(fā)射標準)等，最好在現場(chǎng)工作，并經(jīng)常需要在具有挑戰性的環(huán)境中完成，如進(jìn)入密閉收發(fā)器、狹窄空間、天線(xiàn)塔及高架臺等。

　　多儀表解決方案

　　安裝和維護無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )測量方法的復雜性和多樣性，對測試提出了挑戰。工程師、技術(shù)員和其他無(wú)線(xiàn)專(zhuān)業(yè)人士傳統上依靠多儀器解決方案，使用笨重的臺式儀器滿(mǎn)足生產(chǎn)車(chē)間和戶(hù)外活動(dòng)。通常使用的工具有矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀(VNA)、時(shí)域反射計(TDR)、調制分析儀以及頻譜分析儀。

　　網(wǎng)絡(luò )分析儀用來(lái)進(jìn)行同軸和波導元件的S參數測量，以確定性能�，F場(chǎng)人員使用TDR分析故障電纜，包括可能出現的輕微不連續性，這是由于連接松動(dòng)、潮氣侵入、腐蝕或老化等引起的。頻譜分析儀分析和檢測頻率干擾源。頻譜分析儀使用調制分析來(lái)表明系統偏差、占用帶寬、發(fā)射模板、邊帶以及其它方面的性能參數。

　　盡管這些測試配置了必要的測量能力，但有其局限性。由于使用多種儀器，而且許多臺式儀器功能專(zhuān)一，不能完成所有的測量，從而使“工具車(chē)”的配置大、重、笨。對于臺式“解決方案”而言，所有這一切都使得其很難(甚至不可能)在現場(chǎng)或高架/空間等受限的環(huán)境中得以使用。此外現場(chǎng)使用臺式儀器還有其復雜性：需要利用交流電源延長(cháng)線(xiàn)甚至便攜式發(fā)電機提供動(dòng)力設備。

　　在現場(chǎng)使用臺式儀器的另一個(gè)問(wèn)題是，其顯示器不能在陽(yáng)光下使用。許多儀器的視角不適合現場(chǎng)使用，尤其是在工作系統物理空間有限時(shí)，因為這些因素看到的結果可能會(huì )產(chǎn)生差錯。

　　從投資角度來(lái)看，購買(mǎi)用于現場(chǎng)使用的臺式儀器可能會(huì )讓任何采購代理都有點(diǎn)緊張。昂貴的投資(而且這些儀器從來(lái)沒(méi)有打算在現場(chǎng)使用)很快會(huì )因為惡劣的室外環(huán)境而遭到破壞。

　　因此軍事、航空、廣播以及商業(yè)應用等無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )的現場(chǎng)工作人員，需要的是一臺專(zhuān)門(mén)為今天嚴格的性能測試和符合性測試要求而設計的儀器。它必須結合便攜性、耐用性和廣泛的測量能力和性能。

　　手持式矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀

　　認識到現場(chǎng)安裝和維護的需求，安立公司開(kāi)發(fā)了MS202XC/3XC和MS202xB/3xB VNA Master手持式矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀(圖1)。

　　這一新型儀表提供了射頻/微波工程師在不同現場(chǎng)進(jìn)行系統維護和干擾查找所必需的幾個(gè)關(guān)鍵功能。

　　高端型號MS202xC/3xC系列目前擁有手持式VNA中最高的帶寬，頻率覆蓋范圍從5kHz到20GHz。該儀表具有全面與臺式VNA競爭的性能，以及通常存在于其他儀表中的功能，如標量分析儀、矢量電壓表、功率計及頻譜分析儀功能。

　　VNA Master內帶的強大技術(shù)，可以保證電纜、天線(xiàn)和濾波器S參數測量的精密和準確。MS20xC/3xC提供真實(shí)的2端口VNA，可以同時(shí)測量所有的S參數。強大的12項誤差校正算法，可以使MS202/3xC系列測量的S-參數性能較一般的標量測量結果準確10倍。

　　真 2-端口結構((圖2)可以進(jìn)行高速串行器件的差分特性分析。MS202/3xC系列支持波導測量。掃描速度為350 ?s/pt，在調節濾波器時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示。

　　大于 95dB的動(dòng)態(tài)范圍用于濾波器測量，增強的時(shí)域分析功能可以滿(mǎn)足材料測量和TDR功能。時(shí)域門(mén)功能則專(zhuān)門(mén)針對隔離/定位DTF(故障定位)分析中存在的問(wèn)題，使VNA Master更好地隔離/定位長(cháng)往返電纜問(wèn)題。

　　矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀+頻譜分析儀

　　除了矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀功能，MS203xC VNA Master還提供通常臺式儀表才有的頻譜儀功能。頻率范圍從9kHz到9GHz和20GHz的兩種模式，能在小信號和干擾源之間進(jìn)行檢測。使用標準前置放大器，在1Hz分辨率帶寬(RBW)下，典型值的平均噪聲顯示靈敏度為-160dBm。動(dòng)態(tài)范圍在1Hz RBW下大于104dB。1GHz的相位噪聲為-100dBc/Hz，10kHz偏離，所以現場(chǎng)技術(shù)員可以使用MS203xC偵測和俘獲干擾信號。

　　MS202xB/3xB的VNA Master具有較強的價(jià)格/性能比，被設計用來(lái)為工作到或者低于6GHz的用戶(hù)提供價(jià)值。單一儀器組合了多種功能，包括陽(yáng)光下可視的TFT LCD電阻觸摸顯示屏，使操作人員能夠戴手套操作儀表。

　　這兩個(gè)系列都可在現場(chǎng)進(jìn)行使用。它們都擁有非常堅固的外殼，可承受溫度范圍很寬，從-10℃至55℃。小于五分鐘的預熱時(shí)間，現場(chǎng)可更換電池，VNA的工作時(shí)間長(cháng)達三小時(shí)，而無(wú)需再充電。

　　結論

　　負責安裝和維護無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的現場(chǎng)工程師和技術(shù)人員為了確保性能，歷來(lái)都使用臺式設備。雖然多儀表解決方案可以滿(mǎn)足測試要求，但是卻帶來(lái)更多的挑戰和顧慮。此外，在多數情況下，將臺式儀表解決方案用于現場(chǎng)測試是不可能的。手持式矢網(wǎng)及頻譜分析儀并不新鮮，但截至目前，還沒(méi)有誰(shuí)能夠提供高達Ku/K頻段的頻率范圍。

　　更有效率且更易于使用的手持式VNA Master的出現，輕易取代了笨重、過(guò)時(shí)的臺式設備的地位。技術(shù)人員從此后可以自由地進(jìn)行現場(chǎng)服務(wù)，不僅可以迅速精確地測量電纜的相位匹配、解決關(guān)鍵系統的故障，而且可以在各種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行日常安裝和維護工作。