天線的一致性、穩(wěn)定性、可靠性及測量方法探討

2020-04-08 分享

1、引言

隨著移動通信的不斷發(fā)展，移動通信天線也經(jīng)歷了從單極化天線、雙極化天線到智能天線、MIMO天線乃至大規(guī)模陣列天線的發(fā)展歷程。中國移動經(jīng)過4G大發(fā)展后，目前擁有大約150萬個基站，在網(wǎng)天饋質(zhì)量參差不齊。天線作為移動通信網(wǎng)絡(luò)的感知器官在網(wǎng)絡(luò)中的地位越來越復(fù)雜，并且越來越重要。雖然天線的投資占比較小（僅占基站投資的3%左右），但是網(wǎng)絡(luò)故障的40%以上是由天饋系統(tǒng)引起的。天饋系統(tǒng)質(zhì)量下降會導(dǎo)致覆蓋性能變差，或者造成干擾問題，而且天線作為一種復(fù)雜的無源產(chǎn)品，其在網(wǎng)絡(luò)中很難監(jiān)測，

天饋系統(tǒng)問題的表現(xiàn)多種多樣，如：天線在網(wǎng)使用兩三年后，網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能明顯下降，互調(diào)干擾越來越嚴(yán)重；下暴雨時駐波比告警；刮大風(fēng)時駐波比告警；同一廠家同一型號的天線用在同一網(wǎng)絡(luò)性能卻大不相同等等。這些現(xiàn)象，表明供貨廠家的產(chǎn)品可靠性不高，質(zhì)量存在隱患，達(dá)不到產(chǎn)品壽命指標(biāo)要求。如何判斷呢？這就和天線的一致性、穩(wěn)定性和可靠性相關(guān)。

2、天線的可靠性

通常，產(chǎn)品的可靠性是指元件、產(chǎn)品、系統(tǒng)在一定時間內(nèi)、在一定條件下無故障地執(zhí)行指定功能的能力或可能性?？赏ㄟ^可靠度、失效率、平均無故障間隔等來評價產(chǎn)品的可靠性。環(huán)境可靠性是指：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。產(chǎn)品在設(shè)計、應(yīng)用過程中，不斷經(jīng)受自身及外界氣候環(huán)境及機械環(huán)境的影響，而仍需要能夠正常工作，這就需要用試驗設(shè)備對其進行驗證。

可靠性包含了耐久性、可維修性、設(shè)計可靠性三大要素。耐久性是指產(chǎn)品使用無故障性或使用壽命的長短?？删S修性是指當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生故障后，能夠很快很容易的通過維護或維修排除故障。

設(shè)計可靠性是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，由于人—機系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及人在操作中可能存在的差錯和操作使用環(huán)境的這種因素影響，發(fā)生錯誤的可能性依然存在，所以設(shè)計的時候必須充分考慮產(chǎn)品的易使用性和易操作性，這就是設(shè)計可靠性。因此，可靠性是一項重要的質(zhì)量指標(biāo)，只是定性描述就顯得不夠，必須使之?dāng)?shù)量化，這樣才能進行精確的描述和比較。可靠性的定量表示有其自己的特點，由于使用場合的不同，很難用一個特征量來完全代表。

天線產(chǎn)品的可靠性的檢驗可以通過一系列試驗來判斷，可靠性試驗是對天線產(chǎn)品進行可靠性調(diào)查、分析和評價的重要手段。天線的可靠性試驗包括高低溫試驗、淋雨試驗、振動試驗、沖擊試驗、碰撞試驗、汽車運輸試驗、風(fēng)載試驗、攝冰試驗和功率試驗等。通過環(huán)境試驗可以檢驗天線產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可靠性。如圖1所示，為淋雨試驗、振動試驗和大功率試驗后，滿足可靠性要求的天線與不滿足的對比測試結(jié)果。