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1 射頻無(wú)源器件功率容量要求分析

1.1 平均功率要求

目前射頻無(wú)源器件常見的功率要求是平均功率200 W、峰值功率800/1 000 W甚至更高。特定環(huán)境會(huì)對(duì)器件提出更高要求，考慮多系統(tǒng)合路、降額使用，考慮溫度（高溫）、氣壓（低壓）變化導(dǎo)致設(shè)備功率容量會(huì)下降等因素。通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算不同海拔、不同溫度、不同適配情況下的實(shí)際功率容量或要求。

總結(jié)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)目標(biāo)氣壓進(jìn)行計(jì)算時(shí)，會(huì)使用以下公式：

式中：P——目標(biāo)氣壓（kPa）；q——目標(biāo)功率（W）；Q——額定功率（W）；k——目標(biāo)負(fù)載反射系數(shù)；c——額定負(fù)載發(fā)射系數(shù)；p1——額定氣壓（kPa）；t——目標(biāo)溫度（℃）；T——額定溫度（℃）。

參考該公式對(duì)其他參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到可靠性較強(qiáng)的計(jì)算結(jié)果，為后續(xù)工作開展奠定基礎(chǔ)。

1.2 一般性要求

從實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析，目前使用的網(wǎng)主設(shè)備和應(yīng)用工程，在單系統(tǒng)基站設(shè)備信源使用到的平均功率基本控制在40～80 W，其中40 W的功率設(shè)備數(shù)量較多，是發(fā)展期間需要重要重視的內(nèi)容之一。在應(yīng)用中會(huì)使用到一些擴(kuò)頻系統(tǒng)，如EGSM擴(kuò)頻系統(tǒng)、多載波系統(tǒng)、WCDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)、TD擴(kuò)頻系統(tǒng)、LTE擴(kuò)頻系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)在運(yùn)行期間會(huì)存在峰均比的情況，在對(duì)其容量功率進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要參考系統(tǒng)本身的峰值功率。不同系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中，其峰均比之間的差異性相對(duì)較大，在載波數(shù)量快速增加的情況下，該數(shù)值會(huì)呈現(xiàn)會(huì)出上漲的趨勢(shì)。為了確保結(jié)構(gòu)應(yīng)用的穩(wěn)定性，在實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)中，會(huì)對(duì)其進(jìn)行削峰處理，經(jīng)過該處理后的峰均比數(shù)值一般都在7 dB以內(nèi)。由此，可以得出在系統(tǒng)應(yīng)用期間，其平均功率一般都在7～8 dB之間，是后期用于數(shù)據(jù)評(píng)估的重要參考。

2 射頻無(wú)源器件功率測(cè)試內(nèi)容分析

2.1 平均功率

在對(duì)功率容量進(jìn)行測(cè)試時(shí)，平均功率屬于非?；A(chǔ)的評(píng)估內(nèi)容，其主要是指設(shè)備投入使用后長(zhǎng)期工作時(shí)的額定功率數(shù)值。該數(shù)值的波動(dòng)情況會(huì)與設(shè)備散熱、設(shè)備溫升情況、設(shè)備基礎(chǔ)性能情況等因素相關(guān)，如果設(shè)備功率容量不滿足應(yīng)用要求，此時(shí)設(shè)備易在空氣中出現(xiàn)電離打火，增加設(shè)備損壞概率，影響設(shè)備運(yùn)行性能。在具體的測(cè)試過程中，所需要測(cè)試的內(nèi)容如下：（1）利用CW信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，需要測(cè)試的內(nèi)容包括設(shè)備工作頻段中心頻點(diǎn)運(yùn)行情況、邊頻運(yùn)行情況、邊頻回退情況、實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用情況等；（2）對(duì)于4載波信號(hào)的運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，每段載波的測(cè)試功率為50 W，相鄰載波之間的間隔在1 MHz左右，采集對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用分析；（3）對(duì)于寬頻載波信號(hào)進(jìn)行加載測(cè)試，主要測(cè)試第一個(gè)和最后一個(gè)載波參數(shù)，提高載波計(jì)算結(jié)果的實(shí)用價(jià)值。

2.2 峰值功率

在對(duì)峰值功率進(jìn)行測(cè)試時(shí)，其主要內(nèi)容是對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生瞬態(tài)脈沖功率進(jìn)行采集，在具體的測(cè)試過程中，會(huì)使用脈沖信號(hào)或者攜帶峰均比的載波信號(hào)完成峰值功率的測(cè)試工作。在利用脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行峰值功率測(cè)試時(shí)，其主要的應(yīng)用原理在于采用脈沖的方法，對(duì)峰值功率進(jìn)行模擬，得到相應(yīng)的參數(shù)。在具體的測(cè)試過程中，多采用脈寬8 μs、占空比在1%的脈沖信號(hào)進(jìn)行使用。在測(cè)試過程中，需要對(duì)設(shè)備工作頻段中心頻點(diǎn)運(yùn)行情況、邊頻運(yùn)行情況、邊頻回退情況、實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用情況等內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到用于分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)寬頻載波信號(hào)進(jìn)行加載測(cè)試，與平均功率測(cè)試內(nèi)容一致，主要測(cè)試第一個(gè)和最后一個(gè)載波參數(shù)，提高載波計(jì)算結(jié)果的實(shí)用價(jià)值。

2.3 飛弧測(cè)試

在對(duì)功率容量進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要做好飛弧測(cè)試，測(cè)試的主要目的是對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行梳理。在應(yīng)用過程中，在高溫低壓的情況下，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中不同運(yùn)行負(fù)載的情況，采集失配狀態(tài)參數(shù)。在具體的測(cè)試過程中，需要對(duì)4載波信號(hào)的運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，每段載波的測(cè)試功率為50 W，相鄰載波之間的間隔在1 MHz左右，采集對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用分析。在測(cè)試過程中，其測(cè)試時(shí)間一般會(huì)控制在30 min，需要做好多組數(shù)據(jù)信息的采集工作，根據(jù)采集數(shù)據(jù)整合結(jié)果評(píng)估飛弧測(cè)試內(nèi)容，確保其能夠滿足具體的應(yīng)用要求。在具體測(cè)試的過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)許多應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，利用組合測(cè)試的方式完成既定的測(cè)試任務(wù)。

2.4 幅度測(cè)試

在功率測(cè)試工作中，需要結(jié)合實(shí)際需求做好幅度測(cè)試工作，其具體的工作內(nèi)容是對(duì)設(shè)備輸出信號(hào)的變化情況進(jìn)行采集，要求在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備測(cè)試的過程，其幅度的變化值需要控制在3 dB以內(nèi)。在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試時(shí)，多利用CW信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)測(cè)量過程中的所需工作頻段中心頻點(diǎn)運(yùn)行情況、邊頻運(yùn)行情況、邊頻回退情況、實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，測(cè)試的時(shí)間周期控制在30 min，采集多組應(yīng)用數(shù)據(jù)后，統(tǒng)一對(duì)其進(jìn)行處理，以提高測(cè)試結(jié)果的可靠性。在對(duì)平均功率進(jìn)行測(cè)試時(shí)，不同單位采用的測(cè)試要點(diǎn)存在較大差異，例如中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商設(shè)備在工作過程中，要求其平均功率保持在300 W左右，利用LTE載波信號(hào)輔助測(cè)量工作的進(jìn)行，對(duì)測(cè)試用帶寬進(jìn)行控制，測(cè)試時(shí)間為2 h，以滿足最終的測(cè)試要求。

2.5 電性能指標(biāo)

除了上述提到的測(cè)試內(nèi)容外，在對(duì)功率容量進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要做好電性能相關(guān)參數(shù)的測(cè)試工作。在具體的測(cè)試過程中，需要明確不同單位采用的測(cè)試要點(diǎn)內(nèi)容。以中國(guó)移動(dòng)供應(yīng)商為例，在對(duì)非TD系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試時(shí)，會(huì)采用4載波信號(hào)對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，每段載波的測(cè)試功率為50 W，相鄰載波之間的間隔在1 MHz左右，采集對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用分析。如果檢測(cè)內(nèi)容為TD系統(tǒng)，則選擇1.23 MHz的寬頻調(diào)制信號(hào)作為測(cè)試的主體信號(hào)，采集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。完成數(shù)據(jù)采集后，需要對(duì)使用的設(shè)備電性能指標(biāo)進(jìn)行梳理，確定其工作狀態(tài)的合理性，待滿足要求后可以進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)分析。

3 射頻無(wú)源器件功率測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 管控駐波情況

總結(jié)以往的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)可知，在對(duì)功率容量進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)大功率負(fù)載情況進(jìn)行了解，結(jié)合衰減器的基礎(chǔ)性能，對(duì)整個(gè)過程中的駐波情況進(jìn)行梳理。如果系統(tǒng)測(cè)試期間的駐波內(nèi)容相對(duì)較差或工作狀態(tài)處于不穩(wěn)定的情況，系統(tǒng)反射到被測(cè)設(shè)備中的功率會(huì)出現(xiàn)增加的情況。設(shè)備作業(yè)環(huán)境的平坦度會(huì)對(duì)加載情況產(chǎn)生影響，最終影響被測(cè)器件的功率參數(shù)。在對(duì)駐波情況進(jìn)行管理時(shí)，需要對(duì)基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行分析，確定駐波的合理應(yīng)用范圍，以完成駐波管控工作，使各項(xiàng)參數(shù)能夠滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，提高系統(tǒng)運(yùn)行期間的可靠性和合理性。

3.2 功放預(yù)熱及散熱

在功率測(cè)試的環(huán)節(jié)中，功放預(yù)熱處理和功放散熱處理屬于非常基礎(chǔ)的處理內(nèi)容，該內(nèi)容是穩(wěn)定系統(tǒng)工作狀態(tài)的前提條件。在對(duì)功放預(yù)熱進(jìn)行處理時(shí)，需要穩(wěn)定升溫，使系統(tǒng)維持比較穩(wěn)定的工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)增益效果的穩(wěn)定性，使測(cè)試頻率的應(yīng)用效果處于比較穩(wěn)定的應(yīng)用狀態(tài)[1]。

在功放散熱處理的過程中，需要保持系統(tǒng)散熱過程的穩(wěn)定性，不能使用風(fēng)扇輔助散熱。在實(shí)際處理中，需要明確其他的應(yīng)用條件，根據(jù)要求對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行散熱處理，提高系統(tǒng)應(yīng)用過程的可靠性。

3.3 多載波測(cè)試控制

在對(duì)多載波測(cè)試期間進(jìn)行控制時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)應(yīng)用內(nèi)容：第一，在具體的測(cè)試工作中，考慮到PA應(yīng)用到測(cè)試中以后，其多載波的線性情況會(huì)處于較差的應(yīng)用狀態(tài)，為了確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要在原有基礎(chǔ)上使用至少兩臺(tái)功放進(jìn)行合路處理，借此提高系統(tǒng)運(yùn)行過程的可靠性和穩(wěn)定性。第二，對(duì)測(cè)試期間的差異性進(jìn)行確定，在具體的測(cè)試過程中，需要對(duì)PAR的功放情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果存在功率不足的情況，在應(yīng)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)被壓縮的情況，影響測(cè)試結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用中需要重點(diǎn)關(guān)注以上內(nèi)容，以提升測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[2]。

3.4 做好功效保護(hù)工作

通過做好功效保護(hù)工作，能夠營(yíng)造穩(wěn)定的測(cè)試狀態(tài)，提升功效測(cè)試結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。在具體的工作過程中，首先，對(duì)功放情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果存在功率不足的情況，需要對(duì)其及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使其可以處于穩(wěn)定的應(yīng)用狀態(tài)，提高測(cè)試過程的穩(wěn)定性。其次，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升功率處理時(shí)，應(yīng)將功率調(diào)控在1 dB以內(nèi)，使其能夠沿著穩(wěn)定上升的情況進(jìn)行參數(shù)遞增，并且將遞增參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，提高系統(tǒng)運(yùn)行過程的可靠性。最后，在停止測(cè)試工作時(shí)，需要先關(guān)閉功效，再進(jìn)行其他應(yīng)用操作，提升功效保護(hù)工作的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，射頻無(wú)源器件功率容量的要求與工作信號(hào)制式、信源功率大小、峰均比以及所處海拔、溫度等均緊密相關(guān)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)及功率測(cè)試時(shí)，需充分考慮影響功率容量的重要因素；功率容量準(zhǔn)確的測(cè)量與測(cè)量方案的選擇、測(cè)量環(huán)境、功放的線性和穩(wěn)定度、負(fù)載的匹配度以及評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)等緊密相關(guān)，測(cè)試時(shí)須使用正確的測(cè)試方法，并搭建合適的測(cè)試環(huán)境。