施工中基站天馈系统驻波比告警产生原因分析

[提要]：不论是对建设单位还是施工单位，驻波比告警是一个影响通信质量及考核的问题，作为施工单位在基站设备施工中却不可避免的会碰到驻波比告警等问题，如何避免此类问题的发生就是本文的目的所在。[关键词]：驻波比告警1、引言作为施工单位在设备施工中不可避免的碰到如驻波比告警等基站告警，本文不牵涉因设备引起的驻波比告警，就由于天馈施工方面而产生的驻波比告警加以分析，并引以为戒，从根本上杜绝此类问题的产生。2、正文2.1、什么是驻波比驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，为英文VoltageStandingWaveRatio的简写。在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，人们建立了“驻波比”这一概念：SWR=R/r=(1+K)/(1-K)反射系数K=(R-r)/(R+r)(K为负值时表明相位相反)式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1。这是一种理想的状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。2.2、为什么产生驻波比告警？驻波比值反应了无线电波在空中损耗大小，同时也反应了无线电波被接收机所接收电波好坏程度。由于驻波比高会直接影响天线的有效发射功率，降低了覆盖区域，必然会降低了接通率，调话率，切换成功率，而且电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正常工作。为了保证设备及系统的正常运行和安全性，需要对驻波比设置一个允许范围，超过这个范围就产生驻波比告警。驻波比的国标是小于1.5，一般运营商要求都是1.4或1.3以下，设备厂家的要求基本都是1.4以下。驻波比告警是在BTS主设备里设置的，通过中心机房进行监控，如BTS中的一个小区你设置驻波比是1.3，该小区的TRx的驻波比超过1.3就会产生告警。2.3、天馈系统组成部分一个基站天馈系统主要包含天线、馈线（主要包括主馈线和跳线）、接头密封件、以及其它一些天馈配件，具体如下：2.3.1、天线用于接收和发送基站信号，有三种最常见的单极化天线、双极化天线和全向天线，象一些室内覆盖的美化天线也不外乎以上三种。2.3.2、馈线，分为主馈线和跳线；主馈线现在基站上使用7/8″馈线的居多，但有5/4″馈线、15/8″馈线；跳线，又称1/2″馈线，常用的有标准1/2″馈线和超柔1/2″馈线，在实际应用中分为两种，一种为室外天线与主馈线之间的连接，长度一般要求在3m以内；另一种为主馈线和基站主设备的连接，长度要求在2m-3m以内。2.3.3、接头密封件，包含胶泥和胶带（个别设备还要求接头外部使用防水树脂密封，防止水蒸气侵入），主要用于天线和室外跳线接头、室外跳线和馈线接头之间的密封。对于馈线头包扎要求：在各处接头处先裹上3层电气绝缘胶带，再缠上3层防水胶带（裹时拉升宽度至原来的3/4～1/2），再裹上3层电气绝缘胶带。要求第一层电气绝缘胶带必须超过抱环接头50mm；电气绝缘胶带缠绕时要求每圈电气绝缘胶带覆盖前圈电气绝缘胶带的1/2；要求接头包裹完毕后看上去丰满圆滑，外形美观，呈纺锤状。2.3.4、其他配件，主要包含：馈线接地卡，常见有7/8〞馈线接地卡和1/2〞馈线接地卡，用于馈线接地（对于接地线引向应由上往下为垂直方向时，与馈线的夹角以不大于15°为宜；而在水平方向，馈线接地线与信号上行方向一致，室外馈线接地线引向略微向下倾斜使雨水不渗入接头处为宜）；馈线卡，常见有7/8〞馈线卡和1/2〞馈线卡，用于固定馈线；走线架，分室内和室外两种，室外走线架要求为热度锌，个别室外条件不允许的地方还使用热度锌角铁“L”型支架，室内走线架要求为喷塑走线架（福建移动有些地区要求为铝合金走线架）；馈线窗，一般为9孔馈线窗和12孔馈线窗；避雷器，主馈线和室内跳线连接必须经过避雷器，这是保证主设备防止被雷击而导致损坏的关键。2.4、天馈系统各关键部位产生驻波比原因分析2.4.1、天线驻波。天线驻波是天线质量必须检测的一项天线电气性能指标，天线驻波高低直接影响天馈系统整体性能，以前天线出厂驻波比要求小于1.5,随着天线厂家技术水平不断提高，加上通信运营商对各项质量指标要求越来越高，天线出厂驻波比一般要求小于1.3。但在实际施工中，会碰到一些天线由于天线厂家出厂时把关不严，或运输途中天线挤压的各种原因，导致天线的驻波比异常；这要求作为施工单位在领货或收货时，首先使用仪表对天线的驻波比进行测试，发现不合格的产品坚决不予使用，并退还厂家更换，从产品质量源头把关。如：近期福建移动某地市集采的一批全向天线70％以上，经测试全部存在驻波比异常的现象，我单位经和建设单位协调，由建设单位把存在质量不合格的天线全部退回厂家。2.4.2、馈线驻波，分为主馈线驻波和跳线驻波，馈线质量好坏对驻波影响较大；对于主馈线和跳线，一般7/8〞主馈线损耗要求小于0.4dB/10m，驻波比都要求小于1.1，目前施工中，很少碰到由于馈线本身质量原因产生驻波比告警。2.4.3、馈线布放工艺要求：对常用的7/8〞馈线的长度及布放工艺，馈线的允许余量为3％，不宜过长，减小馈线带来的功率损耗；馈线的单次弯曲半径应＞30cm，馈线多次弯曲半径＞45cm；馈线在布放、拐弯时，弯曲度应圆滑、无硬弯，并避免接触到尖锐物体，防止划伤进水，造成故障；室外必须用黑扎带，室内用白扎带（福建移动部分市公司要求用黑扎带），绑扎时应整齐美观、工艺良好。跳线（1/2〞馈线）布放时，单次弯曲半径应≥20cm；多次弯曲半径应≥30cm；跳线与馈线的接头处应固定牢靠，防止晃动；跳线与天线、馈线的接头应连接可靠，密封良好；跳线应用扎带绑扎牢固，松紧适宜，严禁打硬折、死弯，以免损伤跳线。在实际施工中，施工单位应避免由于布放馈线时，接触到尖锐物体造成馈线损伤进水，导致驻波比告警（象这种驻波比告警的事情，在施工完毕，使用仪表很难检测出来，往往出现在连日大雨后，基站才出现驻波比告警）。2.4.4、馈线头的制作。馈线头的制作非常关键，馈线头安装应严格按照规范来制作，制作馈线接头时，馈线的内芯不得留有任何遗留物。接头必须紧固无松动、无划伤、无露铜、无变型。严格控制安装工艺，做好各种接头；在做馈线接头时，控制好连接接头的力量和连接接头的扭矩（一般扭矩为25～30N.m），最好选用扭矩扳手。如果扭矩过大，会造成接头损伤，致使接头严重不匹配；如果扭矩过小，接头松动，会产生三阶交调干扰，影响通信质量。而基站天馈系统驻波比告警大多就是由于在馈线头制作或安装时造成的问题，导致基站驻波比过大而告警，严重影响天馈系统质量。2.4.5、避雷器驻波。避雷器的驻波比应小于1.1的行业标准。室内避雷器安装时，避雷器要与跳线、馈线接口、阻抗匹配，且避雷器安装的方向不能弄反，如果机房有避雷器安装架时，必须要把避雷器固定在安装架上，避雷器接地线按照厂家要求是否制作（部分华为设备BTS3012的避雷器地线，华为督导不允许做接地线）。2.4.6、测试时所用的仪表精度或误差、测试方法、测试环境等。在现场测试天馈系统时一般选用SiteMaster仪器,测试时必须进行测试前仪表校准，避免产生测试误差。为了保证仪表测试准确，应定期将仪表送到国家相关部门检测。3、结论作为我们施工单位在无线施工中，尤其天馈部分施工，要首先要从产品质量上严格把关，对于因产品自身质量不合格的坚决退回厂家，不予接收，从源头把关；对于馈线布放工艺以及馈线头（7/8〞、1/2〞）制作一定要熟练和有责任心的技术人员严格按照规程操作，从而避免因制作工艺而引起的驻波比告警；由于天线及馈线长期暴露在外，雨雪等天气可会造成其接口处的受潮，甚至在跳线和天线、馈线和跳线的接口处聚集冷凝水，使整个天馈系统驻波比升高，引起功率损失，使基站覆盖范围缩小，甚至导致载频退服，而馈线接头处的防水处理时一个容易疏忽的地方；天馈系统施工完毕后，技术人员应从上到下对整个天馈系统检查（主要检查天线与馈线的接头处是否密封好、馈线是否有损伤及扭曲、制作馈线地线时，导致密封不严、馈线地线时，是否割伤馈线外层）再使用仪表对整个天馈系统完整的测试一遍，发现问题及时处理。不论是对建设单位还是施工单位，驻波比告警是一个影响通信质量及考核的问题，作为施工单位在设备施工中却不可避免的会碰到驻波比告警等问题，如何避免此类的发生就是本文的目的所在，而且有些问题很难讲是由于设备不合格引起的驻波比告警还是系统误报，但我们施工单位应该从自身来把关，从根本上杜绝基站安装上出现的问题，尤其天馈系统的驻波比告警问题，对每个基站出现问题应该加以分析，避免连续出现同类问题，更深层次原因分析，天馈系统产生驻波比告警（除去设备自身的原因），施工单位自身现场管理缺陷，技术人员技术力量不强，责任心不强也是一个方面；只有加强现场人员的管理，强化人员技术培训，做好人才储备工作才是解决问题的关键。外接天馈设备的驻波比升高，会造成基站的告警。检查时可查看以下几个方面：1.天线与馈线的接头处是否密封好，有无进水现象。2.可检查馈线是否有损伤及扭曲。3.测试天线的驻波看是否正常。驻波告警定位方法1、驻波告警1（VSWR1）1）检查CDU有故障利用测试手机测试基站收发信号功能是否正常。若收发信信号功能正常，利用CDU强制复位功能来确定CDU是否误告警。如果CDU复位后故障不重现，那么说明CDU有误告警，更换CDU。否则，CDU没有误告警，此时可通过“置换”等方法来确定是否CDU有故障。若CDU没有故障，说明天馈系统有故障，转第（2）步。若如果收发信号不正常或信号不通，那么说明天馈系统+CDU的上下行通道可能有问题，在第一步中通过“置换”法确认CDU没有问题后转第（2）步。2）检查天馈系统是否故障。可以通过测试（室外）天馈系统的驻波比来检查（室外）天馈系统有无故障。在与CDU模块TX/RXANT端口相连接的1/4跳线接头处，测试天馈系统的驻波比，同时晃动1/4跳线和机柜顶1/2跳线，观察仪器显示的驻波比数值是否变化很大。如果驻波比数值变化很大，那么说明电缆接触不良。如果驻波比大于1.5，那么可判断天馈系统有故障，按“步步为营”等方法处理。！！当有塔放时，必须先切断塔放馈电，防止短路现象和其它损坏测试仪表的现象发生，再测试CDUTX/RXANT端口驻波是否严重超标。3）上述步骤一般能定位CDU过驻波告警1（VSWR1）故障原因；当上述步骤不能定位CDU过驻波告警1（VSWR1）故障原因时，按CDU驻波告警处理功能不稳定或CDUTX/RXANT接头与1/4跳线接头匹配不良处理。前者更换CDU，后者更换CDU和1/4跳线。4）若TRX上报驻波比告警，则需要首先检查TRX发射端口（TX）到CDU的连线是否正常及接头是否拧紧，同时可以通过更换TRX来检查是否是TRX误告警。这个型号是根据那个线的直接来命名的，单位是英寸。损耗也是不同的，具体的连接和损耗如下：移动通信基站天馈系统的路径如下：基站－1/2跳线－避雷器－8/7馈线（或者4/5馈线）－短跳线－天线，除了天线系统有一定增益外，其它线路或者器件都有一定损耗。其中GSM900系统：1/2跳线损耗是7db/100米，7/8馈线损耗是4.03db/100米，5/4馈线损耗是2.98DB/100米，连接接头损耗是0.05DB/个接头，避雷器损耗约0.5DB。其中GSM1800系统：1/2跳线损耗是8DB/100米，7/8馈线损耗是5.87DB/100米，5/4馈线损耗是4.31DB/100米，其中CDMA2000系统：由于频段和GSM900相差不多，因此损耗也差不多相同。一般单个GSM900基站天馈系统损耗的计算方法如下：1/2跳线大约2米，损耗约0.14DB，避雷器损耗约0.5DB，接头损耗0.05×8＝0.4DB，长馈线按照7/8损耗为70米×0.0403DB/米＝2.821DB，合计损耗约3.861DB。