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信號放大器原理
西安克雷特克科貿(mào)有限公司成立于2017年，位于古城西安，是依托高校、研究單位為技術(shù)背景成立的專業(yè)熱學(xué)測試儀器設(shè)備的銷售、生產(chǎn)及方案出具的綜合性企業(yè)。
使用直放站作為實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站數(shù)量的前提下保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋，二是其造價遠遠低于有同樣效果的微蜂窩系統(tǒng)。直放站是解決通信網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋能力的一種方案。它與基站相比有結(jié)構(gòu)簡單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點，可廣泛用于難于覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū)，如商場、賓館、機場、碼頭、車站、體育館、娛樂廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場所，提高通信質(zhì)量，解決掉話問題，優(yōu)化無線通信網(wǎng)絡(luò)。
放大及濾波
前級儀表放大器的輸出經(jīng)緩沖進入次級放大器，該級為可編程增益放大器PGA，放大后的信號經(jīng)濾波處理具有最平坦的頻響特性，濾波器為8階低通濾波器，其可程控設(shè)置截止頻率從10Hz到100KHz，次級濾波為二階有源低通濾波，用于消除數(shù)字干擾，低通濾波的次級可選加帶通濾波器，其下限截止頻率采用拔動開關(guān)設(shè)定，低通和帶通濾波器可通過程控接入或跳過。
零電平自校準
自校準解決方案實現(xiàn)模擬通道的零電平較準，消除不同增益和濾波狀態(tài)下的零點誤差，這種校準由硬件自動完成，有關(guān)校準參數(shù)已在出廠前標定，并存入模塊上的EEPROM中，用戶在正常使用時不需專門操作該功能，如需要修改EEPROM中存放的校準參數(shù)，則需運行隨產(chǎn)品提供的校準軟件，完成校準參數(shù)的重設(shè)。
信號傳輸方式
直放站在下行鏈路中，由施主天線在基站現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進行較好的隔離，將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈接路徑中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應(yīng)基站，從而達到基站與手機的信號傳遞。直放站的種類根據(jù)實際的應(yīng)用情況，常用的可分為寬帶直放站、選頻直放站、光纖直放站、移頻直放站、干線放大器。對于其他一些特殊應(yīng)用場合，也有一些其他種類的直放站。直放站設(shè)備作為電子設(shè)備，在運行過程中，除了人為因素發(fā)生一些偶然故障，還常常因環(huán)境的影響、運行條件的突變以及元器件性能的老化等原因產(chǎn)生各種故障。
影響
這是一種比較普遍的現(xiàn)象，在市區(qū)內(nèi)的許多居民樓上都安裝有手機基站。部分市民擔(dān)心這樣的裝置所產(chǎn)生的電磁輻射是否會對人體產(chǎn)生危害。其實，這個問題，大家沒必要擔(dān)心。手機輻射與手機基站輻射的不同。一般一部手機的電磁輻射值在0.03-0.7之間，而一個手機基站的輻射值在10微瓦。一個手機基站所產(chǎn)生的輻射值比一部手機的值高不出多少！說到這里，更值得一提的是，當手機信號差時，手機會不斷的搜索信號，這時產(chǎn)生的輻射將大大增加，長時間處于這樣的環(huán)境，對人體是有危害的。
另外，電磁輻射是距離越近、受輻射時間越長，所受到的傷害越深！而我們一般的居民家樓屋頂上安裝的手機基站離我們的距離為安全距離，所以大家完全可以放心。
技術(shù)指標
通常，對信號放大器的要求主要應(yīng)以基站的技術(shù)要求為依據(jù)。
工作頻帶
中國移動：885-909,930-954Mhz
中國聯(lián)通：909-915,954-960Mhz
中國電信：825-835,870-880Mhz
輸出功率、增益、自動增益控制
這是一組互相關(guān)聯(lián)的指標，應(yīng)綜合考慮。
通常很大輸出功率在不超過信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局規(guī)定的很大限值的圖冊說明情況下，應(yīng)分成若干等級供用戶選用，下行主要考慮覆蓋，上行保證基站滿意接收。因此，下行一般大于上行。增益是將接收到的信號放大到額定輸出功率?？紤]到直放站安裝地點信號強度的差異，增益應(yīng)是可調(diào)的。很大增益可以考慮將直放站接收到的信號電平放大到很大輸出功率來計算。為了保證輸出功率穩(wěn)定和避免輸出非線性，帶有≮20dB的自動增益控制（AGC）看來是必要的。關(guān)于容差、額定輸出功率和額定增益，只要規(guī)定一個就可以了。一般規(guī)定增益容差比較合適。因為測試時是將增益調(diào)到很大，改變輸入電平使輸出達到額定值。既然是這樣，額定功率當然就不必規(guī)定容差了，而這時，輸入電平也因增益不同而不同。
帶寬，帶內(nèi)波動這是一組互相有關(guān)系的指標，尤其是帶寬和帶內(nèi)波動。通常，帶寬是指-3dB帶寬，而帶內(nèi)波動是指帶內(nèi)的不平坦度。如果要求帶內(nèi)波動比3dB小，則-3dB帶寬必然要比分配給它的帶寬要寬，這樣，勢必侵占別的信道。因此，帶內(nèi)波動很大只能是3dBp-p。
交調(diào)和雜散發(fā)射
諧波、交調(diào)和雜散都是不希望有的無用信號，可以提出一樣的要求。對GSM手機信號增強器，按YD/T 883-1999和ETS 300 609要求是合適的，對CDMA手機信號增強器，只有按YD/T 1047-2000來要求了。
波形質(zhì)量
CDMA基站有對波形質(zhì)量（Rho）的要求，手機信號增強器傳輸CDMA信號后，對這項指標可能會惡化，應(yīng)規(guī)定一個。
傳輸時延
信號通過直放站后，可能產(chǎn)生傳輸時延。寬帶直放站的傳輸時延比較小，一般在1μs左右；選頻和移頻手機信號增強器傳輸時延比較大，可能分別達到5μs和10μs。
噪聲這是直放站靈敏度的表征，以2010年左右技術(shù)水平，噪聲系數(shù)約為4～6dB。
電壓駐波比
為可保證有效功率傳輸，提出電壓駐波比的要求是需要的。根據(jù)功率被反射的量和實際水平，要求做到小于1.4～1.5是可行的。
安裝注意事項
1.選擇型號。手機信號放大器主要根據(jù)信號覆蓋面積和建筑物的結(jié)構(gòu)選擇型號。信號太弱，覆蓋不全，信號太強，對室外信號有干擾；
2.布置天線。室外采用定向八木天線，天線的方向盡量可以指向移動公司的發(fā)射基站，以達到較佳的接收效果，室內(nèi)可采用全向天線，安裝高度為2-3米，天線的安裝數(shù)量和位置與室內(nèi)面積和室內(nèi)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一室內(nèi)無阻擋范圍300平米以下只需安裝1個天線，范圍300-500平米需裝2個天線，范圍500-800平米需裝3個天線。此外，安裝時室內(nèi)天線發(fā)出的信號不能讓室外天線接收到，不然會產(chǎn)生自激；
3.手機信號放大器的安裝。一般安裝在離地2米以上，設(shè)備安裝的位置和室內(nèi)外天線的距離要采用最短距離的走線方式（線路越長信號衰減就越大）以達到較佳的使用效果。
常見問題：有輻射嗎？
如果大功率的設(shè)備，如5W(37dBm)以上的主機也可能有較大的輻射。 一般手機信號增強器輸出功率都在200mW(23dBm)以內(nèi)。到達天線后的一般為5mW(7dBm)以內(nèi)。經(jīng)過其它損耗安裝手機信號增強器后室內(nèi)的信號一般在-50dBm到-75dBm左右。室外好的信號一般在-40dBm到-75dBm左右。
手機通話的時候，GSM手機在信號弱的環(huán)境中通話，輻射功率最壞可以達到1W(30dBm)。安裝放大器信號變好后手機通話的輻射功率大約為10mW(10dBm)左右。也可以說在差信號環(huán)境中安裝小功率放大器后，手機在通話的時候是減少了輻射。
對基站有干擾嗎？
有干擾，一般100mW內(nèi)質(zhì)量好的主機干擾幾乎可以忽略。功率越大干擾也就越大。
自己安裝合法嗎？
不合法?！八阶园惭b手機信號放大器是違法行為?！苯鹑A市無管局技術(shù)人員表示，根據(jù)《中華人民共和國無線電管理條例》規(guī)定，擅自設(shè)置、使用無線電臺(站)的，無線電管理機構(gòu)可以查封或者沒收設(shè)備，可以并處1000元以上、5000元以下的罰款?！缎谭ā分幸惨?guī)定，違反我國規(guī)定，擅自設(shè)置、使用無線電臺(站)，干擾無線電通信正常進行，造成嚴重后果的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并處或者單處罰金。
怎么區(qū)別信號放大器的好壞？
1、看做工，選品質(zhì)，如果用的多可以拆開內(nèi)部對比一下。
2、 網(wǎng)上的劣質(zhì)手機信號放大器非常的多，主要是省掉了優(yōu)化信號的一些電路，如自動增益控制等，一般器件少于80個，電路齊全的主機一般器件在200個以上。
3、劣質(zhì)的手機信號放大器，安裝數(shù)量多后對基站的干擾很嚴重，讓信號看著滿格就是打不出電話。當然好質(zhì)量的也有干擾只是相同的功率干擾要小幾倍幾十倍。
為什么安裝信號滿格打不通電話？
信號放大器是以中國移動、中國聯(lián)通的中間頻率研制的簡易設(shè)備，若室內(nèi)中國聯(lián)通、中國移動都沒有信號或者很弱，使用這種設(shè)備應(yīng)該沒有問題。如果有一方信號滿格一方信號沒有，這種情況下會產(chǎn)生干擾，所以不建議使用。
維護方法
首先檢查室外天線，特別使用的是八木天線，因為八木天線具有方向性的，所以要確保它的位置有沒有變化，安裝的螺絲是否有松落現(xiàn)象。檢查完室外后，檢查室內(nèi)的，線路是否安裝好，電源是否連接好，如果有安全隱患的，可以防患于未然。再來看手機信號放大器主機，看面板的指示燈，是否正常，正常的是上下行功率的等應(yīng)該亮著的。如果發(fā)現(xiàn)的故障，要及時維護修理。
使用直放站作為實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站數(shù)量的前提下保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋，二是其造價遠遠低于有同樣效果的微蜂窩系統(tǒng)。直放站是解決通信網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋能力的一種方案。它與基站相比有結(jié)構(gòu)簡單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點，可廣泛用于難于覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū)，如商場、賓館、機場、碼頭、車站、體育館、娛樂廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場所，提高通信質(zhì)量，解決掉話問題，優(yōu)化無線通信網(wǎng)絡(luò)。
放大及濾波
前級儀表放大器的輸出經(jīng)緩沖進入次級放大器，該級為可編程增益放大器PGA，放大后的信號經(jīng)濾波處理具有最平坦的頻響特性，濾波器為8階低通濾波器，其可程控設(shè)置截止頻率從10Hz到100KHz，次級濾波為二階有源低通濾波，用于消除數(shù)字干擾，低通濾波的次級可選加帶通濾波器，其下限截止頻率采用拔動開關(guān)設(shè)定，低通和帶通濾波器可通過程控接入或跳過。
零電平自校準
自校準解決方案實現(xiàn)模擬通道的零電平較準，消除不同增益和濾波狀態(tài)下的零點誤差，這種校準由硬件自動完成，有關(guān)校準參數(shù)已在出廠前標定，并存入模塊上的EEPROM中，用戶在正常使用時不需專門操作該功能，如需要修改EEPROM中存放的校準參數(shù)，則需運行隨產(chǎn)品提供的校準軟件，完成校準參數(shù)的重設(shè)。
信號傳輸方式
直放站在下行鏈路中，由施主天線在基站現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進行較好的隔離，將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈接路徑中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應(yīng)基站，從而達到基站與手機的信號傳遞。直放站的種類根據(jù)實際的應(yīng)用情況，常用的可分為寬帶直放站、選頻直放站、光纖直放站、移頻直放站、干線放大器。對于其他一些特殊應(yīng)用場合，也有一些其他種類的直放站。直放站設(shè)備作為電子設(shè)備，在運行過程中，除了人為因素發(fā)生一些偶然故障，還常常因環(huán)境的影響、運行條件的突變以及元器件性能的老化等原因產(chǎn)生各種故障。
影響
這是一種比較普遍的現(xiàn)象，在市區(qū)內(nèi)的許多居民樓上都安裝有手機基站。部分市民擔(dān)心這樣的裝置所產(chǎn)生的電磁輻射是否會對人體產(chǎn)生危害。其實，這個問題，大家沒必要擔(dān)心。手機輻射與手機基站輻射的不同。一般一部手機的電磁輻射值在0.03-0.7之間，而一個手機基站的輻射值在10微瓦。一個手機基站所產(chǎn)生的輻射值比一部手機的值高不出多少！說到這里，更值得一提的是，當手機信號差時，手機會不斷的搜索信號，這時產(chǎn)生的輻射將大大增加，長時間處于這樣的環(huán)境，對人體是有危害的。
另外，電磁輻射是距離越近、受輻射時間越長，所受到的傷害越深！而我們一般的居民家樓屋頂上安裝的手機基站離我們的距離為安全距離，所以大家完全可以放心。
技術(shù)指標
通常，對信號放大器的要求主要應(yīng)以基站的技術(shù)要求為依據(jù)。
工作頻帶
中國移動：885-909,930-954Mhz
中國聯(lián)通：909-915,954-960Mhz
中國電信：825-835,870-880Mhz
輸出功率、增益、自動增益控制
這是一組互相關(guān)聯(lián)的指標，應(yīng)綜合考慮。
通常很大輸出功率在不超過信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局規(guī)定的很大限值的圖冊說明情況下，應(yīng)分成若干等級供用戶選用，下行主要考慮覆蓋，上行保證基站滿意接收。因此，下行一般大于上行。增益是將接收到的信號放大到額定輸出功率?？紤]到直放站安裝地點信號強度的差異，增益應(yīng)是可調(diào)的。很大增益可以考慮將直放站接收到的信號電平放大到很大輸出功率來計算。為了保證輸出功率穩(wěn)定和避免輸出非線性，帶有≮20dB的自動增益控制（AGC）看來是必要的。關(guān)于容差、額定輸出功率和額定增益，只要規(guī)定一個就可以了。一般規(guī)定增益容差比較合適。因為測試時是將增益調(diào)到很大，改變輸入電平使輸出達到額定值。既然是這樣，額定功率當然就不必規(guī)定容差了，而這時，輸入電平也因增益不同而不同。
帶寬，帶內(nèi)波動這是一組互相有關(guān)系的指標，尤其是帶寬和帶內(nèi)波動。通常，帶寬是指-3dB帶寬，而帶內(nèi)波動是指帶內(nèi)的不平坦度。如果要求帶內(nèi)波動比3dB小，則-3dB帶寬必然要比分配給它的帶寬要寬，這樣，勢必侵占別的信道。因此，帶內(nèi)波動很大只能是3dBp-p。
交調(diào)和雜散發(fā)射
諧波、交調(diào)和雜散都是不希望有的無用信號，可以提出一樣的要求。對GSM手機信號增強器，按YD/T 883-1999和ETS 300 609要求是合適的，對CDMA手機信號增強器，只有按YD/T 1047-2000來要求了。
波形質(zhì)量
CDMA基站有對波形質(zhì)量（Rho）的要求，手機信號增強器傳輸CDMA信號后，對這項指標可能會惡化，應(yīng)規(guī)定一個。
傳輸時延
信號通過直放站后，可能產(chǎn)生傳輸時延。寬帶直放站的傳輸時延比較小，一般在1μs左右；選頻和移頻手機信號增強器傳輸時延比較大，可能分別達到5μs和10μs。
噪聲這是直放站靈敏度的表征，以2010年左右技術(shù)水平，噪聲系數(shù)約為4～6dB。
電壓駐波比
為可保證有效功率傳輸，提出電壓駐波比的要求是需要的。根據(jù)功率被反射的量和實際水平，要求做到小于1.4～1.5是可行的。
安裝注意事項
1.選擇型號。手機信號放大器主要根據(jù)信號覆蓋面積和建筑物的結(jié)構(gòu)選擇型號。信號太弱，覆蓋不全，信號太強，對室外信號有干擾；
2.布置天線。室外采用定向八木天線，天線的方向盡量可以指向移動公司的發(fā)射基站，以達到較佳的接收效果，室內(nèi)可采用全向天線，安裝高度為2-3米，天線的安裝數(shù)量和位置與室內(nèi)面積和室內(nèi)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一室內(nèi)無阻擋范圍300平米以下只需安裝1個天線，范圍300-500平米需裝2個天線，范圍500-800平米需裝3個天線。此外，安裝時室內(nèi)天線發(fā)出的信號不能讓室外天線接收到，不然會產(chǎn)生自激；
3.手機信號放大器的安裝。一般安裝在離地2米以上，設(shè)備安裝的位置和室內(nèi)外天線的距離要采用最短距離的走線方式（線路越長信號衰減就越大）以達到較佳的使用效果。
常見問題：有輻射嗎？
如果大功率的設(shè)備，如5W(37dBm)以上的主機也可能有較大的輻射。 一般手機信號增強器輸出功率都在200mW(23dBm)以內(nèi)。到達天線后的一般為5mW(7dBm)以內(nèi)。經(jīng)過其它損耗安裝手機信號增強器后室內(nèi)的信號一般在-50dBm到-75dBm左右。室外好的信號一般在-40dBm到-75dBm左右。
手機通話的時候，GSM手機在信號弱的環(huán)境中通話，輻射功率最壞可以達到1W(30dBm)。安裝放大器信號變好后手機通話的輻射功率大約為10mW(10dBm)左右。也可以說在差信號環(huán)境中安裝小功率放大器后，手機在通話的時候是減少了輻射。
對基站有干擾嗎？
有干擾，一般100mW內(nèi)質(zhì)量好的主機干擾幾乎可以忽略。功率越大干擾也就越大。
自己安裝合法嗎？
不合法?！八阶园惭b手機信號放大器是違法行為?！苯鹑A市無管局技術(shù)人員表示，根據(jù)《中華人民共和國無線電管理條例》規(guī)定，擅自設(shè)置、使用無線電臺(站)的，無線電管理機構(gòu)可以查封或者沒收設(shè)備，可以并處1000元以上、5000元以下的罰款?！缎谭ā分幸惨?guī)定，違反我國規(guī)定，擅自設(shè)置、使用無線電臺(站)，干擾無線電通信正常進行，造成嚴重后果的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并處或者單處罰金。
怎么區(qū)別信號放大器的好壞？
1、看做工，選品質(zhì)，如果用的多可以拆開內(nèi)部對比一下。
2、 網(wǎng)上的劣質(zhì)手機信號放大器非常的多，主要是省掉了優(yōu)化信號的一些電路，如自動增益控制等，一般器件少于80個，電路齊全的主機一般器件在200個以上。
3、劣質(zhì)的手機信號放大器，安裝數(shù)量多后對基站的干擾很嚴重，讓信號看著滿格就是打不出電話。當然好質(zhì)量的也有干擾只是相同的功率干擾要小幾倍幾十倍。
為什么安裝信號滿格打不通電話？
信號放大器是以中國移動、中國聯(lián)通的中間頻率研制的簡易設(shè)備，若室內(nèi)中國聯(lián)通、中國移動都沒有信號或者很弱，使用這種設(shè)備應(yīng)該沒有問題。如果有一方信號滿格一方信號沒有，這種情況下會產(chǎn)生干擾，所以不建議使用。
維護方法
首先檢查室外天線，特別使用的是八木天線，因為八木天線具有方向性的，所以要確保它的位置有沒有變化，安裝的螺絲是否有松落現(xiàn)象。檢查完室外后，檢查室內(nèi)的，線路是否安裝好，電源是否連接好，如果有安全隱患的，可以防患于未然。再來看手機信號放大器主機，看面板的指示燈，是否正常，正常的是上下行功率的等應(yīng)該亮著的。如果發(fā)現(xiàn)的故障，要及時維護修理。
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