Měření koaxiálních kabelů a antén

Transkript

1 Jihočeská Univezita v Českých Budějovicích Pedagogická fakulta Kateda fyziky Měření koaxiálních kabelů a antén BAKALÁŘSKÁ PRÁCE České Budějovice 2010 Vedoucí páce: Ing. Michal Šeý Auto: Zdeněk Zeman

2 Anotace Páce se zabývá poblematikou měření koaxiálních kabelů a antén. Úvod páce obsahuje teoetický popis fyzikálního pincipu, v další části je popis jednotlivých měření a detekce závad. Páce je doplněna popisem přístoje a na závě je přiložen popis postupu měření a vyhodnocení výsledků s vypacováním výstupních měřících potokolů. Annotation The wok deals with measuement of coaxial cables and antennas. The intoduction contains a theoetical desciption of the physical pinciple, in the next section thee is a desciption of the device and the conclusion is accompained by a desciption of the pocess of measuing and evaluating the esults of measuing the output with the development of potocols.

3 Pohlašuji, že svoji bakalářskou páci jsem vypacoval samostatně pouze s použitím pamenů a liteatuy uvedených v seznamu citované liteatuy. Pohlašuji, že v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb. v platném znění souhlasím se zveřejněním své bakalářské páce, a to v nezkácené podobě fakultou elektonickou cestou ve veřejně přístupné části databáze STAG povozované Jihočeskou univezitou v Českých Budějovicích na jejích intenetových stánkách. Datum, podpis

4 Touto fomou děkuji svému vedoucímu bakalářské páce p. Ing Michalu Šeému za cenné ady a připomínky při zpacování mé páce.

5 OBSAH 1 Shnutí Šíření elektomagnetických vln Úvodní poznatky Základní veličiny chaakteizující elektomagnetické pole Přehled základních ovnic a vztahů elektomagnetického pole Přenos elektomagnetické vlny anténou Šíření ovinné elektomagnetické vlny v postředí Šíření kulové elektomagnetické vlny v postředí Polaizace elektomagnetické vlny Šíření elektomagnetické vlny v blízkosti dvou ozhaní Šíření elektomagnetické vlny při povchu Země Vyzařování a příjem elektomagnetických vln anténami Měření kabelových a anténních systémů Úvod Reflektometie ve fekvenční oblasti Útlum odazu (RL) a pomě stojatých vln (VSWR) Útlum kabelů Útlum odazu v systému v závislosti na útlumu kabelu Vzdálenost pouchy (DTF) Rozlišení chyby, ozlišení displeje a max. vzdálenosti Výpočet měření (DTF) Intepetace měření (DTF) Paktický návod měření na koaxiálních kabelech a anténách Specifikace měřené technologie Požadovaná měření Postup měření Popis menu měřícího přístoje Site Maste S331C Závě Použité zdoje Přílohy

6 1 Shnutí Cílem mé páce je popsat poblematiku měření koaxiálních kabelů a antén používaných v povozu základnových stanicích po mobilní telekomunikace ve fekvenčním pásu 300 MHz až 2 GHz s použitím měřícího přístoje Site Maste S332C. Dále chci poskytnout návod po povádění jednotlivých měření, lokalizaci závady a vypacování závěečného měřícího potokolu. 2 Šíření elektomagnetických vln 2.1 Úvodní poznatky Po studium poblémů v obou vyzařování, šíření a příjmu elektomagnetických vln je nutná znalost základních elektomagnetických jevů. S naší další poblematikou nejtěsněji souvisí především šíření ůzných typů vln v homogenním izotopním postředí, ozptyl a ohyb elektomagnetických vln a další. 2.2 Základní veličiny chaakteizující elektomagnetické pole Elektomagnetické pole je jednou z foem existence hmoty. Pojevuje se zejména svými silovými účinky na nabitá tělesa (elementání částice) a je též nositelem enegie. Mikoskopickými vlastnostmi elektomagnetického pole se zabývá kvantová elektodynamika. Naše úvahy se však budou vztahovat na makoskopické účinky elektomagnetického pole. Všechny zákony elektomagnetického pole budou fomulovány v ineciální vztažné soustavě, k níž vztahujeme všechny polohy i pohyby uvažovaných těles. Silové účinky elektomagnetického pole na bodový náboj Q, nacházející se v klidu, chaakteizujeme intenzitou elektického pole Fe E = (1) Q kde F e je síla působící na kladný náboj Q. Obecně je E E(, t) =. (2) Jednotkou intenzity elektického pole je N.C -1. Dá se ukázat, že N.C -1 = V.m -1. Intenzita elektického pole chaakteizuje účinky elektické složky elektomagnetického pole na náboj. Elektické náboje vytvářejí elektické pole. Tento účinek nábojů vystihuje vekto D. Od vektou elektostatiky D požadujeme, aby splňoval Gaussovu větu 6

7 D. ds = Q (3) ( S ) kde Q je celkový volný náboj uvnitř uzavřené plochy. (Volný náboj je takový, kteý je možno z uvažované oblasti převést na jiné těleso.) Jednotkou po D je C.m -2. vakuu. Vzájemnou souvislost vektoů E, D si ukážeme na příkladu bodového náboje ve Bodový náboj velikosti Q umístíme v počátku soustavy souřadnic a plochu S volíme ve tvau koule se středem v počátku a s poloměem. Potom z důvodů symetie musí být tedy 2 D. ds = 4π D = Q D = Q 4π 2 ve vakuu však i silový účinek klesá se čtvecem vzdálenosti (Coulombův zákon). Poto je přiozené pořadovat kolineánost obou vektoů. Píšeme D ε 0 E = (6) ε 0 se nazývá pemitivitou vakua a její hodnota je 8, F.m -1 V expeimentální fyzice se dále ukazuje, že izotopní, nevodivé postředí zeslabuje silové účinky mezi náboji. Zavádíme poto pojem elativní pemeability splňuje vztah D ε 0 ε E (4) (5) ε, kteá = (7) Jestli-že se nějaký bodový náboj pohybuje v elektomagnetickém poli, přistupuje k elektické síle ještě magnetická síla F, kteou můžeme od elektické síly odlišit tím, m že závisí na vektou ychlosti. V daném bodě postou nalezneme smě, v němž při pohybu náboje je síla F největší. Zavedeme vekto B tak, že jeho velikost je m = ( F ) B m max Qv, Q >0 (8) Smě vektou B je kolmý k ovině, učené vektoy ( F ) m max a v, a oientace taková, 7

8 aby vektoy v, B, F tvořily pavotočivý tojhan. Vekto B chaakteizuje silové m účinky elektomagnetického pole na pohybující se náboj. Vekto B se nazývá magnetickou indukcí. Jednotkou magnetické indukce je 1T (tesla). 1T = N.A -1. m -1. Magnetické účinky elektického poudu chaakteizuje vekto intenzity magnetického pole H. Vekto H musí splňovat zákon celkového poudu H. ds = ( C ) kde I je celkový poud obepjatý křivkou (c). I, (9) K učení souvislosti vektoů B a H použijeme situaci, že přímým vodičem potékaným poudem I obepíná kužnice v ovině kolmé na poudovodič o poloměu a se středem v něm. Vzhledem k symetii je a odtud H. ds = 2πH = ( C ) H I 2π I (10) = (11) Expeimentálně bylo zjištěno, že i silové účinky mezi poudovodiči klesají se vzdáleností nepřímo úměně. Poto je přiozené položit B µ 0 H = (12) kde µ 0 je pemeabilita vakua. Její hodnota vyplývající z definice ampéu je 4π.10-7 H.m -1. Jednotkou intenzity magnetického pole je 1 A.m -1. V izotopním látkovém postředí jsou silové účinky mezi poudovodiči závislé na vlastnostech tohoto postředí, což vystihuje veličina elativní pemeabilita tak, že B µ 0 µ H µ, =. (13) V diamagnetických a paamagnetických látkách je µ 1. Látky feomagnetické jsou chaakteizovány závislostí ( H ) náboj µ a jejími vysokými hodnotami. Shneme-li elektické i magnetické účinky pole na objemový element V, nesoucí Q = ρ. V (14) 8

9 a pohybující se ychlostí v, přicházíme k Loenzovu vztahu F = ρ. V.( E + v B). (15) Uvažujeme-li o ustáleném poudu v homogenním vodiči, přijdeme k závěu, že poudová hustota J je funkcí intenzity elektického pole E. Expeimentální studium chování vodičů přivedlo Ohma k závěu, kteý lze v naší teminologii vyjádřit tak, že poudová hustota je přímo úměná intenzitě elektického pole J γ. E = (difeenciální tva Ohmova zákona) (16) skalání veličina γ se nazývá měnou vodivostí a je podle tvzení Ohmova zákona konstantou. Platnost tohoto zákona je značně omezená. Přesto jej velmi často užíváme ke stanovení souvislosti obou uvedených vektoů. [1] 2.3 Přehled základních ovnic a vztahů elektomagnetického pole Difeenciální ovnice pole: 1. séie Maxwellových ovnic D oth = J + t (17) divd = ρ (18) 2. séie Maxwellových ovnic B ote = t (19) divb = 0 (20) Intepetace: 17. Zákon celkového poudu 18. Gaussova věta elektostatiky 19. Faadayův indukční zákon 20. Neexistence magnetických monopólů Platnost: univesální 9

10 Definiční vztahy D B = 0 E + P v v ( H + M = µ H + j ε (21) µ (22) = ) 0 0 Platnost: látková postředí v klidu [2] 2.4 Přenos elektomagnetické vlny anténou Elektomagnetická vlna, pozoovaná dostatečně daleko od jakékoliv antény v homogenním izotopním postředí, je vždy vlnou kulovou. Vlnoplochy jsou soustředné koule a jejich střed se nazývá fázovým středem antény. Je-li anténa zcela všesměová (izotopní), září do všech směů stejně a intenzity pole jsou ve všech bodech vlnoplochy stejné (vlna unifomní). Většinou vysílací anténa září do ůzných směů ve svém okolí ůzně a pak intenzity polí na jedné vlnoploše jsou ůzné (vlna není unifomní, ale zůstává kulová). Vlny šířící se v ůzných podmínkách se mohou lišit také svojí stuktuou, konkétně postoovou oientací vektou intenzity elektického pole E a intenzity magnetického pole H vůči směu šíření vlny. Ve volném homogenním postředí a na vícedátových vedeních se mohou šířit jen tzv. příčné elektomagnetické vlny (TEM), u nichž vektoy E a H leží v ovině kolmé na smě šíření. Ve vlnovodech a v někteých méně běžných postředích vznikají vlny, u nichž jeden z vektoů ( E nebo H ) má také složku ve směu šíření vlny. Jsou to příčně elektické vlny (vlna TE, vekto H má složku ve směu šíření), nebo příčně magnetické vlny (vlny TM), u nichž není na smě šíření kolmý vekto E. Zakřivení kulové vlnoplochy ve velkých vzdálenostech od zdoje záření je malé. Pozoujeme-li tuto vlnoplochu jen v dosti malé části postou, můžeme ji považovat po mnoho aplikací za vlnu ovinnou. 2.5 Šíření ovinné elektomagnetické vlny v postředí Při šíření ovinné vlny v homogenním izotopním postředí jsou vektoy E a H kolmé nejen na smě šíření, ale jsou kolmé i vzájemně. Po snažší popis se někdy zavádí pojmy ovina E jako ovina, v níž leží vekto E a obdobně ovina H, ve kteé leží 10

11 vekto H. Uvažujme nyní vlnu hamonickou v čase, u kteé se intenzity pole E a H mění podle sinusového zákona s uhlovým kmitočtem ω. Ve směu šíření se mění v obecném případě amplitudy intenzit polí i jejich fáze. Závislost fázou intenzity elektického pole E () na vzdálenosti můžeme popsat ovnicí E () = E ( = 0). e -k. e -jk, (23) kde měná fáze k a měný útlum k jsou složkami vlnového čísla k = k jk. (24) Měná fáze (fázová konstanta k [ad.m -1 ] udává zpoždění fáze vlny při jejím šíření na dáze 1 m ve směu šíření, měný útlum (konstanta útlumu) k [db.m -1 ] udává stmost exponenciálního poklesu amplitudy vlny se vzdáleností. Při numeických výpočtech musíme dosazovat měný útlum k ve staších jednotkách nepe.m nebo doplnit exponent převodním činitelem. Měná fáze i měný útlum závisí na pemitivitě ε, pemeabilitě µ a na měné vodivosti γ postředí a na kmitočtu vlny ω. V tzv. ideálním dielektiku ( γ = 0, ε, µ eálné ) je měný útlum k = 0 a amplituda intenzity pole zůstává ve směu šíření stálá. Ve vakuu a pakticky i ve vzduchu, kde ε = µ = 1, platí k = k = 2π. λ 0-1. (25) Amplituda i fáze intenzity magnetického pole H se mění při šíření stejně jako amplituda a fáze intenzity elektického pole E. Pomě amplitud E a H je tedy stálý a nazývá se vlnovou (chaakteistickou) impedancí postředí Z. V ideálním dielektiku 0 je vlnová impedance Z eálná a tudíž intenzity polí E a H jsou ve fázi. Ve vakuu 0 a pakticky i ve vzduchu je pomě E a H oven 120 π Ω 377 Ω. (26) Postředí s nenulovou vodivostí nebo komplexní pemitivitou či pemeabilitou má vlnovou impedanci komplexní, vlna je při šíření tlumena a v témže místě postou jsou intenzity polí E a H fázově posunuty. Okamžité hodnoty intenzit polí závisí ještě na čase. Po intenzitu elektického pole E pak platí E ( t, ) = E ( t = 0, = 0). e -k. e -jk. e +jωt. (27) Obdobný vztah platí i po intenzitu magnetického pole H. Všimněme si, že závislost fáze vlny v obou časově postoových souřadnicích ( t, ) je stejná; ozdíl je jen ve znaménku a v konstantě ( ω, k ). Říkáme, že vlna je hamonická v čase a v postou. Stav téže fáze ( ωt k = konst ) (28) 11

12 se posunuje tzv. fázovou ychlostí v f ve směu šíření. Fázová ychlost je početně zavedenou veličinou, kteá bezpostředně nesouvisí s přenosem enegie a může tedy nabývat libovolně velkých hodnot. Ve vakuu ( µ 0, ε 0 ) a pakticky i ve vzduchu je fázová ychlost ovna ychlosti c = m.s -1. Délka vlny λ je vzdáleností, na kteé se fáze vlny zpozdí o úhel 2π ( k λ = 2π ), nebo kteou poběhne jistá fáze za dobu peiody T (v f.t = λ). Ve vakuu platí, že λ 0 = c.f -1. (29) 2.6 Šíření kulové elektomagnetické vlny v postředí Zkoumáme-li vlnění na celé tase, zahnující i zdoj, není možné zanedbat zakřivení vlnoploch a vlnu musíme považovat za kulovou. Při šíření kulové vlny závisí fáze intenzit polí na vzdálenosti stejně jako u ovinné vlny. Velikost vlnoplochy se však při šíření vlny od zdoje zvětšuje a intenzita pole klesá v důsledku ředění enegie vlny i při jejím šíření v ideálním dielektiku (kteé vlně neodčepává enegii a tedy ji netlumí). Hustota enegie se mění stejně jako velikost (plocha) vlnoplochy se čtvecem vzdálenosti od zdoje, a poto intenzita pole kulové vlny klesá nepřímo úměně pvní mocnině této vzdálenosti. Po kulovou vlnu v ideálním dielektiku tedy platí E () = konst. e jk. (30) Velikost konstanty v čitateli (30) závisí na vlastnostech zdoje záření a její učení je jedním z úkolů při studiu vyzařování antén. Po lineání antény známe její vyjádření součinem poudu v kmitně I a funkce záření F ( v, ϕ) ve tvau 60. I m m. F ( v, ϕ). 2.7 Polaizace elektomagnetické vlny Polaizace vlny udává oientaci vektou intenzity elektického pole E vůči ovině dopadu. Rovina dopadu je ovina položená směem šíření a kolmá na ovinu ozhaní. Při kolmé (hoizontální) polaizaci vlny je vekto intenzity elektického pole E kolmý na ovinu dopadu, při ovnoběžné (vetikální) polaizaci je vekto E s ovinou dopadu ovnoběžný. Obecně nemusí být oientován vekto E tak, že splňuje jednu z uvedených podmínek. Vždy však může být ozložena složku kolmou k ovině dopadu a na složku s touto ovinou ovnoběžnou. Vlna má pak složku polaizovanou hoizontálně i složku polaizovanou vetikálně. 12

13 Pojem polaizace vlny se užívá ještě v jiném významu v souvislosti s ozkladem vektou intenzity elektického pole na dvě pavoúhlé složky E a v E. Jsou-li složky h E a v E ve fázi, pohybuje se koncový bod výsledného vektou E po přímce a vlnu h označujeme jako lineáně polaizovanou. Nejsou-li tyto složky ve fázi, pohybuje se (během jedné peiody) koncový bod vektou E po elipse. Vlna je polaizována elipticky. Zvláštním případem je polaizace kuhová ( E = v E, fázový posuv 90 ). h Eliptická nebo kuhová polaizace může být levotočivá nebo pavotočivá. Smysl otáčení vektou E se posuzuje při pohledu ve směu šíření. 2.8 Šíření elektomagnetické vlny v blízkosti dvou ozhaní Při šíření elektomagnetické vlny v blízkosti ozhaní dvou ůzných postředí dochází k dalším fyzikálním jevům, kteé lze klasifikovat buď jako odaz, ohyb nebo ozptyl. Na hladké, ovinné a nekonečně ozlehlé ploše ozhaní může dojít k odazu vlny ve smyslu geometické optiky. Zákony odazu zůstávají přibližně v platnosti i tehdy, je-li plocha ozhaní konečná, ale mnohonásobně větší než délka vlny, pokud se ovšem zajímáme jen o pole v blízkosti ozářené stany, dosti daleko od okajů. Dopadá-li ovinná vlna na ovinné ozhaní dvou postředí, štěpí se na vlnu odaženou a na vlnu vnikající do duhého postředí. Intenzitu pole odažené vlny vypočteme násobením intenzity pole dopadající vlny Fesnelovým činitelem odazu ρ v,h. Fesnelův činitel odazu je obecně komplexní číslo, při odazu se mění nejen amplituda, ale i fáze vlny. Tento činitel závisí na paametech obou postředí, na úhlu dopadu vlny, na kmitočtu a na polaizaci dopadající vlny. Fesnelův činitel odazu umožňuje vypočítat intenzitu pole odažené vlny přímo na ozhaní. K učení intenzit ve větších vzdálenostech od ozhaní musíme vzít k úvahu další fázové, případně i amplitudové změny vlivem šíření vlny a ve všech bodech nad ozhaním i sečítání dopadající a odažené vlny. Jedná-li se v úloze o pole v blízkosti neozářené stany plochy konečných ozměů, o pole v blízkosti okajů nebo naopak o pole ve velkých vzdálenostech, a také jsou-li ozměy plochy (libovolného tvau) sovnatelné s délkou vlny, klasifikujeme jevy jako difakci (ohyb) elektomagnetické vlny. Příkladem je třeba ohyb vlny za teénní překážku, ohyb na kulovitém povchu Země, na ůzných částech povchu vozidla apod. Ohyb 13

14 elektomagnetických vln nelze vysvětlit geometickou optikou a difakční úlohy jsou řešitelné pouze metodou vlnové optiky. Není-li ozhaní obou postředí hladké (ozměy neovností nejsou velmi malé vůči vlnové délce, povch je dsný), dochází k ozptylu dopadajícího vlnění. Dsný povch je zdojem sekundáního záření, kteé je vyzařováno s ůznou intenzitou obecně do všech směů. Mezní velikost neovností můžeme učit Rayleighovým kitéiem, kteé považuje na přijatelný ozdíl fází vln, odažených na vcholech a v patách neovností, menší než 45. Jako ozptyl se někdy označuje také odaz od většího počtu ploch, náhodně situovaných vůči směu dopadající vlny (např. v adiotelefonii) nebo difakce na větším počtu náhodně situovaných těles (např. při šíření ozptylem). Šíření elektomagnetických vln můžeme chápat jako součást inteakce vysílací a přijímací antény. Při jeho studiu vyšetřujeme veškeé změny (amplitudové, fázové, polaizační aj.), jimž elektomagnetické vlnění mezi vysílací a přijímací anténou podléhá. Na tomto pocesu, kteý pobíhá v celém postou, se vzdálené oblasti podílí jen málo a hlavní význam mají vlastnosti postředí v okolí spojnice obou antén. Pojem okolí však může být jak z kvalitativního, tak i z kvantitativního hlediska značně elativní. 2.9 Šíření elektomagnetické vlny při povchu Země Většina spojů pobíhá při Zemi, takže se především zajímáme o situace, kdy se vlny šíří při povchu Země nebo v její blízkosti. Podmínky jsou zde velmi složité. Je tu ozhaní dvou výazně odlišných postředí, z nichž jedno (země) mění své elektické paamety (tj. pemitivitu a měnou vodivost) v šiokých mezích a duhé, atmosféa, se svými elektickými vlastnostmi blíží vakuu, ale to jen na pvní pohled. Atmosféa není totiž v důsledku změn tlaku, teploty a vlhkosti homogenní, ve větších výškách je částečně ionizována a obě tyto skutečnosti podstatně ovlivňují šíření elektomagnetických vln. Samotné ozhaní je v makoskopickém pohledu kulovité, v detailech však hubě i jemně členité, kyté poostem apod. Není možné ani technicky účelné espektovat vždy všechny tyto faktoy v plné šíři. Podle konkétních podmínek musíme vždy někteé, v dané situaci méně významné, zcela vyloučit z úvahy, a tak zjednodušit poblém. Tak dochází k třídění způsobů (mechanismů) šíření elektomagnetických vln nad Zemí. 14

15 Při ádiovém spojení se mohou vlny šířit v obecném případě ůznými způsoby. Obvykle však bývá jeden z nich dominující. Vlna šířící se tímto způsobem má nejmenší útlum a přenáší k přijímači elativně největší výkon. Vlastnosti ádiového spoje jsou pak pakticky učeny vlastnostmi dominujícího způsobu šíření. O tom, kteý ze způsobů je dominující, ozhodne především kmitočet, délka tasy, duh a umístění antény, vlastnosti zemského povchu a ionosféy a v menší míře někteé další faktoy Vyzařování a příjem elektomagnetických vln anténami Anténa je jedním ze základních pvků adiokomunikačního řetězce. V běžném technickém významu je pvkem, kteý zabezpečuje vyzařování a příjem elektomagnetických vln. U někteých systémů se také podílí na zpacování přenášené infomace. Obecná definice považuje anténu za pvek, kteý tansfomuje elektomagnetické vlnění, šířící se podél napáječe, na vlnění ve volném postou. Přijímací anténa pak plní funkci opačnou. V technickém smyslu patří k anténě nejen její činné části, kteé se přímo na tansfomaci podílejí, ale i ostatní součásti a konstukční pvky, kteé jsou nutné z hlediska mechanické pevnosti, stability, pohybu apod. Součástí antény se mohou stát i jiné pvky, např. napájecí a přizpůsobovací obvody nebo i složitější elektonické obvody. V paxi se používá mnoho ůzných duhů a typů antén, kteé lze třídit podle ůzných hledisek. Např. podle funkce (vysílací, přijímací antény). podle kmitočtového pásma (dlouhovlnné, středovlnné, ), podle směových účinků (všesměové, směové, ostře směové antény) i podle jiných paametů (úzkopásmové, šiokopásmové antény). Jiná kitéia třídění mohou být např. podle způsobu buzení (symetické, nesymetické) nebo podle povahy zdojů (lineání, plošné, magnetické antény). Přístup ke studiu antén je převážně analytický. Anténa je zadána co do tvau, ozměů a způsobu buzení a vyšetřujeme její vlastnosti. Jsou to především její směové účinky při příjmu, vstupní impedance, účinnost, zisk aj. Ze zobecněných výsledků mnoha takových analýz je pak možné fomulovat technické postupy a dopoučení po návh antény. Přímá syntéza antény (navhnout přímo tva a ozměy antény podle daných paametů) je možná jen omezeně. 15

16 Fyzikální poces, kteý pobíhá ve vysílací anténě, je vyzařování. Z teoie elektomagnetického pole víme, že zdojem elektomagnetického vlnění je střídavý (vysokofekvenční) poud. [1] 3 Měření kabelových a anténních systémů 3.1 Úvod Anténní a kabelové soustavy jsou nezbytnou součástí po celkový chod povozu mobilních základnových stanic. Zhošené paamety antén, vadné antény nebo poškozené koaxiální kabely mohou vést ke snížení vyzářeného výkonu, což má za následek zhošené podmínky po uskutečnění hovoů či dokonce jejich přeušení. To má za následek nespokojenost zákazníků a v konečném důsledku může vést i ke snížení zisku společnosti. Anténní a kabelové soustavy nelze po jejich umístění snadno vyměnit, jak to lze udělat u jiného duhu technologie mobilních základnových stanic. Poto je velmi důležitou součástí detekce závad, měření a následně případná opava. V současnosti se specialisté v teénu při analýze a diagnostice závad, chaakteu a řešení opav spoléhají na přenosné kabelové a anténní analyzátoy. 3.2 Reflektometie ve fekvenční oblasti Většina dnes ozšířených analyzátoů používá k diagnostice anténního systému techniku eflektomete ve fekvenční oblasti FDR (Fequency Domain Reflektomety). Tato technika využívá RF fekvencí (Radio Fequency) k analýze dat, umožňuje lokalizovat změny a snížení výkonu na dané fekvenci. Analyzování dat ve fekvenční oblasti umožňuje uživatelům detekci i malých poklesů výkonu či změn v systému, čímž lze často předejít vážným selháním. Další velkou předností využívání analýzy pomocí fekvenčního přelaďování je, že antény jsou testovány na fekvencích, na kteých eálně pacují a signál pojde přes fekvenčně selektivní zařízení, jako jsou např. filty, čtvtvlnné přepěťové ochany antén nebo duplexoy, kteé jsou běžné v buňkových anténních systémech. Hlavní výhoda technologií založených na FDR opoti eflektometii v časové oblasti TDR (Time Domain Reflektomety) je, že zdoj enegie je v daném pásmu mnohem silnější, což vede k větší citlivosti a tím také ke zvýšení pavděpodobnosti nalezení malých poblémů před tím, než se stanou velkými. 16

17 Spektální časová hustota zdoje TDR Fekvenční hustota zdoje FDR Obázek č.1 Spektální ozložení hustoty enegie TDR a FDR f1 f2 3.3 Útlum odazu (RL) a pomě stojatých vln (VSWR) Měření útlumu odazu (RL Retun Loss) a napěťového poměu stojatých vln (VSWR Voltage Standing Wave Ratio) patří ke klíčovým metodám po anténní měření v teénu. Z výsledků lze hodnotit stupeň přizpůsobení systému, kteý musí odpovídat technickým specifikacím. Poblémy zjištěné během testování znamenají, že systém nefunguje zcela spávně, což může mít dopad na koncového uživatele. Špatně přizpůsobená anténa odáží dahou vysokofekvenční enegii, kteá se místo vyzáření vací zpět k vysílači. Tato enegie zkeslí signál šířící se ve spávném směu k anténě a tím ovlivní účinnost celého systému při vysílání a velikost oblasti pokytí signálem. Např. Je-li v systému naměřena hodnota útlumu odazu 20 db, je takový systém považován za velmi účinný, tj. jen 1 % výkonu se odazí a 99 % je vyzářeno. Pokud je ale útlum 10 db, tak se odazí zpět k vysílači 10 % výkonu. Různé systémy mohou mít ůzné hodnoty akceptovatelného útlumu odazu po kabelové a anténní systémy je obvykle tato limitní hodnota 15 db a nebo lepší. RL : 20 db váceno 1 % výkonu RL : 10 db váceno 10 % výkonu Obázek č.2 - Ukázka ůzného koeficientu útlumu zpětného odazu 17

18 Anténní systémy mohou selhat z mnoha důvodů špatně instalované konektoy (např. znečištěné), poškozené koaxiální kabely a vadné antény. Obázek č.3 - Poškození kabelového vedení Útlum odazu a WSVR udávají přizpůsobení systému, ale každý jiným způsobem. Útlum odazu udává pomě odaženého výkonu k efeenčnímu výkonu v decibelech (db). Toto zobazení je obvykle pefeovanější kvůli výhodám, kteé poskytuje logaitmické měřítko. Jednou z výhod je možnost snadného poovnání hodnot ve velkém ozsahu. Hodnoty při měření útlumu odazu se obvykle nacházejí v ozsahu od 0 db do 60 db. Hodnota 0 db odpovídá zkatu nebo otevřenému konci a 60 db by bylo téměř dokonalé přizpůsobení. Opoti RL zobazuje VSWR přizpůsobení systému v lineáním měřítku. VSWR měří pomě napěťových maxim a minim. Pokud je systém špatně přizpůsoben maxima a minima odaženého signálu budou ovlivňovat signál přenášený. Čím větší bude tento pomě, tím hoší je přizpůsobení. Pokud je VSWR 1:1 znamená to dokonalé přizpůsobení systému. Paktická hodnota VSWR po anténní a kabelové systémy je 1,43 (15 db). Výobci antén typicky udávají přizpůsobení jako uváděný pomě stojatých vln. Jeho ozsah se obvykle standatně nachází mezi 1 a 65. Převod mezi VSWR a RL lze povést přepočtem: VSWR = ( RL/20 ) / (1 10 -RL/20 ) ; (31) RL = 20 log [ (VSWR + 1) / (VSWR 1) ]. (32) 18

19 Obázek č.4 - Půběh měření útlumu zpětného odazu Na ob. 4 je půběh měření útlumu zpětného odazu buňkové antény přizpůsobené mezi 806 MHz a 896 MHz. Rozsah amplitudy RL je od 0,5 db do 28 db. Obázek č.5 - Zobazení poměu stojatých vln VSWR je zobazeno na ob. 5. Jedná se o měření stejné antény a zobazované měřítko amplitudy je ve shodě s připojením po RL. Tyto dva gafy ilustují vztah mezi VSWR a RL. 19

20 8,84 db RL 2,15 VSWR (33) 3.4 Útlum kabelů Půchodem signálu přenosovou tasou je část enegie ztacena v kabelech a dalších pvcích přenosové tasy. Aby se zabánilo nestadantnímu chování systému způsobenému tímto jevem je nutné při instalaci změřit útlum kabelů. Měření povádíme přenosným vektoovým síťovým analyzátoem nebo měřičem výkonu. Útlum kabelu může být měřen metodou měření útlumu odazu (funkce analyzátou). Při zapojení kabelu na kátko se signál odazí zpět a díky tomu lze vypočítat ztacenou enegii v kabelu. Výobci měřících zařízení dopoučují změřit půměnou hodnotu útlumu kabelu po šioké pásmo fekvencí. Tuto hodnotu dostaneme tak, že vydělíme ozdíl maxima a minima dvěma v případě měření útlumu kabelu CL (Cable Loss), nebo čtyřmi v případě měření útlumu odazu RL (Retun Loss). Uvažujeme s šířením signálu oboustaně. Většina dnešních kabelových a anténních analyzátoů obsahuje možnost měření útlumu kabelů zobazením půměného útlumu v šiokém fekvenčním pásmu. Použitím této metody není třeba dále už nic počítat. Obázek č.6 - Měření útlumu kabelů Na ob. 6 je znázoněno měření útlumu kabelu v ozsahu 1860 MHz a 1990 MHz. Maximální a minimální hodnoty lze použít k výpočtu půměné hodnoty. Speciální uční přístoj použitý po zobazení gafu na ob. 6 uživateli přímo spočítá půměný 20

21 útlum kabelu, tak jak je to vidět v levé části displeje. S ostoucí fekvencí a délkou kabelu dochází k ůstu vřazeného útlumu kabelu. Kabely s větším půměem mají nižší vřazený útlum a výhodnější vlastnosti při přenosu vyššího výkonu než kabely s menším půměem. 3.5 Útlum odazu v systému v závislosti na útlumu kabelu Obázek č.7 - Měření útlumu zpětného odazu Vložený útlum kabelu je potřeba vzít k úvahu při měření útlumu odazu. Na ob. 7 je vidět, jak útlum kabelu mění nastavené vlastnosti antény. Samotná anténa má útlum odazu 15 db, ale dalších 5 db vřazeného útlumu na kabelu zvyšuje RL systému o dalších 10 db (2 x 5 db). Dokonce je to věc, se kteou se musí uvažovat při nastavování a návhu základnové stanice. Je nezbytné znát vliv vřazeného útlumu a útlumu zpětného odazu na celkový útlum odazu. Velmi dobá hodnota útlumu odazu neznamená nutně dobře přizpůsobenou anténu. Dobou hodnotu může způsobit také vadný či poškozený kabel s větším vřazeným útlumem. Vysílaný signál se v kabelu utlumí a anténa se jeví přizpůsobena, jelikož odažená hodnota váceného signálu, je v důsledku toho malá. Konečný výsledek je takový, že vyzářený výkon je nižší, než je očekáváno a celková oblast s očekávaným pokytím je velmi ovlivněna. Jinak řečeno, jestliže jsou ztáty odazem systému příliš nízké, nemusí to znamenat, že systém funguje koektně. V každém případě je vřazený útlum kabelu jedním z nejdůležitějších paametů kabelu. 21

22 Obázek č.8 - Útlum kabelu Na ob. 8 je zobazeno měření útlumu kabelu po dva kabely o délce 12,2 m (40 ft) spojené dohomady. Půměná hodnota spojeného útlumu je 4,5 db. Obázek č.9 - Útlum zpětného odazu antény Na ob. 9 je zobazen ozdíl mezi měřením RL na samostatné anténě a měření RL v celé soustavě včetně 4,5 db vřazeného útlumu kabelů. Gaf zobazující útlum kabelu ukazuje náůst vřazeného útlumu s fekvencí. Rozdíl viditelný z obázku je úměný hodnotě 2.CL a pečlivý pozoovatel si může povšimnout, že tento ozdíl je větší na 22

23 fekvenci 1100 MHz než na 600 MHz. To je hlavně v důsledku zvyšujícího se útlumu kabelu a náůstem fekvence. Jestliže jsou známy RL antény a celého systému, lze útlum kabelu z těchto znalostí odvodit. 3.6 Vzdálenost pouchy (DTF) Velikost hodnoty RL a VSWR chaakteizují výkon celého systému. Pokud z nich něco selže, je možné použít měření DTF (Distance To Fault) ke zjištění závad a k jejich lokalizaci. Je důležité poozumět tomu, že měření DTF je vyloženě nástoj po hledání poblémů a nejlépe se hodí v případě poovnání dat a monitoování změn po delší časový inteval. Hlavní cílem je najít chyby a lokalizovat je. Použití absolutní hodnoty amplitudy odvozené z dat naměřených pomocí DTF místo hodnot amplitudy z měření RL nelze dopoučit jako indikáto chyby, neboť měření DTF je závislé na mnoha paametech. Např. na změnách ychlosti šíření signálu, nepřesnostech vřazeného útlumu celého systému, ozptylu signálu, změnách teploty a matematických omezeních. Z toho důvodu ne vždy zobazená hodnota odpovídá změřené hodnotě funkce k tomu učené. Poto je výzvou po vývojáře těchto systémů dokázat změřit hodnoty tak, aby byly výše uvedené hodnoty zahnuty. Měření DTF je nejlepší metodou k pověřování a hledání poblémů souvisejících s kabely a anténami. Měření DTF vychází ze znalosti stejných paametů systému jako RL nebo měření útlumu kabelů. Při měření metodou DTF je kabel skenován ve fekvenčním pásmu a pak pomocí Fouieovy invezní tansfomace (Invese Fast Fouie Tansfom) IFFT mohou být data převedena z fekvenční oblasti do časové. Jinak řečeno, jestliže zapomeneme povést měření DTF, ale jeli povedeno měření RL a stále existuje přístup k datům o amplitudě a fázi z jednotlivých jednopotových měření, lze vytvořit softwaově výsledný gaf DTF pomocí dat o amplitudě a fázi. Přenosová ychlost je ovlivněna dielektickým mateiálem kabelu a tím i výsledná ychlost, kteou se přenáší signál. Přesná hodnota přenosové ychlosti v p učuje přesnost učení polohy nehomogenity či chyby v kabelu. Chyba ±5 % v hodnotě přenosové ychlosti ovlivní přesnost učení vzdálenosti v případě kabelu dlouhého 24m tak, že se může měřená hodnota délky tohoto kabelu měnit v ozmezí m. Dokonce i když je hodnota přenosové ychlosti v p bána podle výobce, může zde stále být nesovnalost mezi zobazovanou a skutečnou vzdáleností nehomogenity. To způsobují součásti umístěné do systému. Běžná základnová stanice obsahuje hlavní spoje, hlavní popojky, 23

24 adaptéy, zakončovaní pvky atd., a přestože hlavní spoje přispívají největším dílem, ychlost signálu při půchodu dalšími částmi systému může ovlivňovat výslednou ychlost v p. Přesnost učení hodnot amplitudy není obvykle moc důležitá, potože DTF by mělo být použito k pověřování systému a hledání poblémů, takže jestli je konekto 30 db nebo 35 db, není tak zajímavé jako to, zda byla před okem hodnota útlumu na konektou 35 db a teď už je jen 30 db. Přenosová ychlost v p je sice pakticky konstantní v celém fekvenčním pásmu, ale vřazený útlum kabelů je fekvenčně závislý a to má bezpostřední vliv na přesnost hodnoty měřené amplitudy. Většina přenosných učních přístojů, kteé jsou dnes dostupné, mají tabulky obsahující hodnoty přenosných ychlostí a vřazených útlumů po ůzné fekvence běžně používaných kabelů. To zjednoduší páci technika v teénu, kteému stačí znát typ kabelu, aby zjistil jeho spávnou hodnotu přenosové ychlosti a útlumu. V tabulce 1 jsou ukázány ozdílné úovně útlumu kabelů po dva běžné typy. Tabulka 1 Rozdílné úovně útlumu kabelů Typ kabelu Přenosová ychlost v p 1000 MHz 2500 MHz Andew LDF4-50A 0,88 0,073 db/m 0,120 db/m Andew HJ ,92 0,054 db/m 0,089 db/m 3.7 Rozlišení chyby, ozlišení displeje a maximální vzdálenost Temín ozlišení může být matoucí a jeho definice ůzná. Po DTF je důležité poozumět ozdílu mezi ozlišením chyby a ozlišením zobazení, potože význam je ozdílný. Rozlišení chyby je schopnost přístoje oddělit dva postoově blízké signály. Dvě nehomogenity umístěné 0,15 m od sebe nebudou identifikovány měřením DTF, když bude ozlišení chyby nastaveno na 0,6 m. Potože DTF pocuje ve fekvenční doméně, bude ozlišení chyby ovlivněno šířkou fekvenčního pásma. Šiší pásmo znamená lepší ozlišení chyby a katší maximální vzdálenost detekce. Obdobně užší pásmo vede k hošímu ozlišení chyby a větší hoizontální vzdálenosti. Jediná možnost jak zlepšit ozlišení chyby je tedy zvětšení fekvenčního pásma. 24

25 Obázek č Měření DTF v pásmu MHz Obázek č Měření DTF v pásmu MHz 25

26 Demonstované situace na ob. 10 a ob. 11, povedené v pogamu MATLAB jsou založeny na využívání stejného algoitmu jako DTF. Ukazují, jak dvě simulované chyby s úovní -20 dbm a 0,6 m od sebe ve vzdálenosti 2,7 a 3,3 metů jsou viditelné jen v případě ozšíření fekvenčního pásma z MHz na MHz. Pásmo MHz dává ozlišení chyby 0,96 m a pásmo MHz dává ozlišení chyby 0,27 m. Větší počet dat v příkladu na ob. 10 by dal lepší ozlišení zobazení, ale bylo by to jen přesnější zobazení stejného gafu. Nezáleží na tom, zda-li máme dat, dvě chyby se nezobazí, dokud nebude ozšířeno fekvenční pásmo. Pečlivý pozoovatel si všimne, že amplitudy dvou nehomogenit na ob. 11 mají úoveň - 20 dbm, ale v pvním příkladě se amplitudy sečtou a vytvoří jednu chybu s vyšší úovní, než mají dvě oddělené chyby. 3.8 Výpočet měření DTF Rozlišení chyby počítáme podle v p γrf = 150 [ m] (34) f kde γ FR je ozlišení chyby [m] v p je přenosová ychlost [m.s -1 ] f ozdíl fekvencí [MHz] 26

27 Obázek č Měření DTF Použijeme-li data z ob. 12 zjistíme po dosazení, že 0,88 γrf = 150 = 0,264 [m] (35) Další zajímavou hodnotou je D max [m], což je maximální hoizontální vzdálenost, jakou dokáže přístoj změřit v závislosti na počtu dat (Data Points) a ozlišení chyby. V našem případě : D max = (množství dat 1). γ RF = (551 1). 0,264 = 145,2 m (36) 27

28 3.9 Intepetace měření DTF V ideálním případě by měření DTF bylo pováděno bez fekvenčně selektivních částí v cestě a jen se zakončením kabelu. Ve většině případů to není běžné, takže je potřebné poozumět tomu, jak povádět měření s ozdílnými částmi - komponenty v cestě a na konci kabelu. Obázek č Indikace zkatu DTF na kabelech (nezatížených) 28

29 Obázek č Indikace zkatu DTF na kabelech zatížených anténou Na ob. 13 a 14 jsou vidět gafy měření DTF se stejným nastavením přístoje. Dva 12-ti metové kabely pod označením LDF4-50A jsou spojeny dohomady a zakončeny otevřeným koncem (tj. jsou nezatížené), to je vidět na ob.13. Kabely na konci zatížené anténou jsou na ob. 14. Jediný ozdíl mezi gafy je velikost maxima amplitudy na konci kabelu. 29

30 Obázek č Indikace zkatu DTF na kabelu před anténou Na ob. 15 je vidět poškození kabelu před anténou ve vzdálenosti cca 2,5 m. 30

31 Obázek č potové měření na TMA Obázek č Měření DTF přes TMA 31

32 Na ob. 17 je ukázáno, jak elektická vzdálenost zesilovače TMA (Towe Mount Amplifie), z ob. 16 ovlivňuje měřenou vzdálenost systému. Gaf na ob. 16 ukazuje výsledek měření na 2-potovém dvojitém výstupu LNA (duplexe Low Noise Amplifie). Ob.č.17 ukazuje měření DTF ve fekvenční oblasti s TMA v cestě. Konec systému měření (v gafu Stop Distance ft) je podle výsledku měření ve 32 m, potože TMA se pojeví v DL (DownLink) a UL (UpLink). Konec stejného systému bez zesilovače TMA je podle měření ve vzdálenosti jen 25 m (Stop Distance ft). [4] 4 Paktický návod měření na koaxiálních kabelech a anténách 4.1 Specifikace měřené technologie Tento návod je učen po měření koaxiálních kabelů a antén s přístojem Site Maste S332C Anitsu. Obázek č. 18 Přístoj po měření koaxiálních kabelů Site Maste S332C Anitsu. Měření se povádí na koaxiálních svodech a anténách podle potřeby (jako celku při výstavbě nové stanice nebo ekonfiguace, nebo části anténního systému při řešení povozní závady). Anténní systém bývá připojen do technologie BTS (Nokia, Huawei, Notel) nebo MW (Eicsson Taffic Node a Mini Link) a také do GPS (Notel). ( Pozn. u technologie MW a GPS se měří pouze kabel, bez připojené antény). 32

33 Obázek č. 19 Ukázka jednoduchého anténního systému 4.2 Požadovaná měření 1) Měření antény se svodem (PSWR) 2) Útlum kabelu (CL, hodnoty v db, požadovaná hodnota celého svodu včetně anténních konektoů a připojovacích kabelů, tzv. jumpeů). 3) Impedance koaxiálního kabelu v závislosti na délce (DTF, hodnoty v db) 4.3 Postup měření Po zapnutí přístoje nastavíme požadovaný kmitočet podle typu měřené technologie. Duh technologie Začátek kmitočtového pásma Konec kmitočtového pásma MW 340 MHz 360 MHz CDMA 440 MHz 480 MHz GSM 880 MHz 960 MHz GPS 1570 MHz 1575 MHz GSM 1800 (DCS) 1710 MHz 1990 MHz Tabulka č. 2 fekvenční pásmo jednotlivých technologií. 33

34 Povedeme kalibaci přístoje. Kalibace se povádí pomocí tří odpoů (Open, Shot a Load), kteé připojujeme na konec testovacího pohyblivého koaxiálního kabelu na kteý posléze napojujeme měřený systém. Přístoj si sám učuje pořadí kalibačních odpoů a po kalibaci je připaven k měření. Obázek č. 20 Kalibační odpoy Po ukončení kalibace je přístoj připaven k měření. Nyní odpojíme konekto anténního systému z technologie a připojíme pomocí vhodné edukce k měřícímu přístoji. Obázek č. 21 Připojení měřícího přístoje 34

35 1) Měření antény se svodem Měření antén včetně koaxiálních kabelů. Toto měření se nepovádí u MW, GPS technologie. Měření povádíme na konektou kabelu nejblíže u BTS s připojenou anténou. Na přístoji nastavíme duh požadovaného měření - SWR (hodnota je bez ozměu). Požadované hodnoty jsou po každý typ antény uvedeny v katalogu výobce (většinou v ozmezí od 1,1 do 1,3). V příloze č.1 uvádím katalogový list běžné antény GSM. 2) Měření útlumu koaxiálního kabelu (včetně jumpeů) Na přístoji nastavujeme duh měření Cable Loss, to znamená, od konektou u antény (u MW, GPS vnější jednotky) až po konekto u vlastní technologie. Při tomto měření musí být vzdálený konekto odpojen od GSM antény nebo ML a GPS od vnější jednotky. Požadovaná hodnota útlumu kompletního svodu po GSM, DCS a CDMA je maximálně 2.5 db. Po MW do 16 db a po GPS do 10 db. 3) Měření impedance koaxiálního kabelu v závislosti na délce kabelu Na přístoji nastavujeme DTF (Distance To Fault). Při větších délkách kabelu je nutné upavit Fequency Span (Při délkách kabelů větších než 80m opavíme fekvenční ozsah kabelu). U tohoto měření se musí také nastavit typ kabelu a jeho ychlost šíření. Hodnoty kabelu jsou uvedené v katalogovém listu, viz. příloha č.2. Před měřením nastavíme přibližnou délku kabelu (od počáteční hodnoty 0 m do předpokládané délky navýšené o cca 5 m). Při tomto měření musí být na vzdáleném konektou připojen kvalitní zatěžovací odpo jehož paamet je >30dB. Záoveň s tímto měřením ověříme označení kabelu (sekto a TRx nebo Dx), tj. jestli nedošlo k pohození nebo záměně kabelů. Požadovaná hodnota je lepší než -30 db po koaxiální kabely a lepší než -26 db po konektoy (lepší po -30 db znamená např. -31 db, -32dB, -33dB a pod.). 35

36 Obázek č. 22 Ukázka zatěžovacího odpou Pokud jsou na lokalitě použité anténní předzesilovače (MHA), jak je ukázáno na ob. 23 je nutné je podle potřeby při měřeních odpojit a odpojené kabely popojit vzájemně spojkou (tzv. bypassem), nebo ozpojit anténní systém a měřit ho jako dvě samostatné části. Obázek č. 23 Ukázka předzesilovačů 36

37 Po dokončení každého měření, výsledky ukládáme do paměti přístoje, kde zadáme název měřené lokality, měřené pásmo a popis měřené části sektou s azimutem (např. CBUCV - GSM 1.sekto TRx). Následně můžeme měřící potokoly z přístoje získat např. pomocí pogamu Site Maste SW tools v V příloze č.3 je ukázán výpis měřícího potokolu. Při měření křížových divesitních antén je nutné ostatní systémy odpojit, aby nedošlo ke zkeslení měření nebo ke zničení přístoje. 4.4 Popis menu měřícího přístoje Site Maste S331C Hlavní menu - po zapnutí se zobazí funkční klávesy hlavního menu (MAIN) (MAIN) - FREQ menu po fekvence - DIST menu po vzdálenosti - SCALE menu po měřítko zobazení - OPT menu po volby Menu po fekvence - nastavuje haniční hodnoty fekvence. (FREQ) (FREQ) zobazení funkčních kláves popsaných dále. - F1 paametem F1 se nastaví dolní hanice fekvenčního ozsahu - F2 paametem F2 se nastaví honí hanice fekvenčního ozsahu. Po potvzení zadání paametů stisknem ENTER - MRKS volba menu po makey - MAIN návat do hlavního menu Menu po makey - nastavuje hodnoty makeů (MRKS) (MRKS) zobazení funkčních kláves popsaných dále. - M1 přepíná make M1 ze stavu ON do stavu OFF a naopak. Pokud je make vypnutý, způsobí jeho zapnutí zpřístupnění zadávání vstupního paametu M1 a zobazení hodnot SWR a RL. Po zadání vstupních hodnot stiskneme ENTER. - M2 přepíná make M2 ze stavu ON do stavu OFF a naopak. Pokud byl make vypnutý, způsobí jeho zapnutí zpřístupnění zadávání vstupního paametu M2 a zobazení hodnot SWR a RL. Po zadání vstupních hodnot stiskněte ENTER. 37

38 - M1PEAK umísťuje make M1 na fekvenci nejvyšší hodnoty SWR nebo RL. - M2PEAK umísťuje make M2 na fekvenci nejvyšší hodnoty SWR nebo RL. - MAIN návat do hlavního menu Menu po vzdálenosti - nastavuje přístoj do módu Distance To Fault. (DIST) (DIST) zobazení funkční klávesy popsané dále. - D1 udává dolní mez ozsahu vzdáleností k pouše. Po zadání vstupních hodnot stiskneme ENTER. - D2 udává honí mez ozsahu vzdáleností k pouše. Po zadání vstupních hodnot stiskněte ENTER. - MRKS volba menu po makey - MORE volba přídavného menu po vzdálenosti Přídavné menu po vzdálenosti - umožňuje nastavení paametů kabelu, tj. ztáty a elativní ychlost šíření vln v koaxiálním kabelu. Výbě tohoto menu zobazí funkční klávesy popsané dále. - LOSS (ztáta) vstupní údaj po paamet ztát v kabelu. Zadáme ztáty na jednotku délky po testovaný typ kabelu. Po zadání vstupních hodnot stiskneme ENTER. - PROP V (elativní ychlost šíření vln) zadávání paametu po elativní ychlost šíření vln. Po zadání vstupních hodnot stiskneme ENTER. - CABLE zpřístupňuje seznam běžných koaxiálních kabelů. Pomocí šipek vybeeme vhodný typ kabelu a po zadání stiskneme ENTER. - MAIN návat do hlavního menu Menu po měřítko - umožňuje změnu měřítka zobazení. (SCALE) (SCALE) zobazí funkční klávesy popsané dále. - TOP nastavuje honí mez měřítka.. Po zadání vstupních hodnot stiskneme ENTER. - BOTTOM nastavuje dolní mez měřítka.. Po zadání vstupních hodnot stiskněte ENTER. - LIMIT přepíná limity ze stavu ON do stavu OFF a naopak, po zapnutí této volby zpřístupňuje zadávání paametů po limity. - MAIN návat do hlavního menu Menu voleb - umožňuje výbě voleb přístoje. (OPT) 38

39 (OPT) zobazí funkční klávesy uvedené dále. - B1 MODE přepínáme obazovku z módu Retun Loss (RL), tj. útlum odazu, do módu Standing Wave Ratio (SWR), tj. pomě stojatých vln - B2 LIMIT BEEP ON/OFF zapínáme (vypínáme) zvukový signál při překočení limitu. Při volbě ON zazní zvukový signál je-li naměřená hodnota vyšší než hodnota limitu - B3 KEYBD LOCK ON/OFF zapínáme (vypínáme) blokování klávesnice, abychom zabánili nežádoucímu vstupu údajů. V ežimu blokování se po stisku jakékoli klávesy zobazí na levém okaji obazovky blokovací symbol. Výjimkou jsou klávesy ON/OFF, RUN/HOLD, MAIN, OPT a B3 - B4 SINGLE SWP ON/OFF zapínáme nebo vypínáme jednoázové měření. Při nastavení ON musí být přístoj manuálně spouštěn klávesou RUN/HOLD - MORE přídavné menu po volby Přídavné menu po volby (MORE) (MORE) ozšířené menu - B5 UNITS přepínání mezi metickými a SAE jednotkami - B6 FIXED CW zapínáme (vypínáme) pevnou CW funkci. Při zapnutí je hodnota CW funkce pevně stanovena. Při vypnutí se vytvoří úzké pásmo fekvencí okolo vybané fekvence - B7 PRINTER zobazuje typy tiskáen kteé jsou k dispozici např. 1)žádná, 2) HP DeskJet 750 Colo, 3)HP DeskJet 340 Black. Výbě povedme šipkami a stiskneme ENTER _- MAIN návat do hlavního menu Kalibace přístoje (START CAL) (CAL) - po zapnutí a poběhnutí testu přístoje, je nutné přístoj nastavit a zkalibovat po měření. Postup je následující: 1. Zapneme přístoj a necháme dokončit testy 2. Stiskneme FREQ a pomocí F1 a F2 nastavíme kajní hodnoty fekvencí podle typu technologie kteou chceme měřit např.: - Rozsah GSM: 880,00 MHz 960,00 MHz - Rozsah DCS: 1710,00 MHz 1990,00 MHz 39

40 3. Stikneme MAIN po návat do hlavního menu 4. Stikneme START CAL (číslice 3) 5. Vybeeme CAL A nebo CAL B a stisknene ENTER 6. Na displeji se objeví Connect OPEN, pes ENTER. Na měřící kabel našoubujeme konekto označený OPEN a stiskneme ENTER. 7. Na displeji se objeví Connect SHORT, pes ENTER. Na měřící kabel našoubujeme konekto označený SHORT a stiskneme ENTER. 8. Na displeji se objeví Connect LOAD, pes ENTER. Na měřící kabel našoubujeme konekto označený LOAD a stiskneme ENTER. 9. Tím je kalibace hotova a přístoj je připaven k měření. Měření stojatých vln Standing Wave Ratio (SWR) Po nastavení požadovaných fekvencí a kalibaci přístoje můžeme začít měřit. 1. V hlavním menu stiskneme OPT po zobazení menu voleb 2. V tomto menu stiskneme B1 po výbě typu měření 3. Šipkami vybeeme SWR a stiskneme ENTER 4. Dále nastavíme B2 OFF, B3 OFF, B4 OFF a stiskneme MORE 5. Zde nastavíme B5 METRIC, B6 ON a stiskneme MAIN po návat do hlavního menu 6. Stiskneme DIST a v tomto menu nastavíme požadované vzdálenosti D1 a D2 (obvykle D1=0m a D2=nejdelší délka koaxu +5m). Údaje potvdíme stiskem ENTER 7. Pak už jen sledujeme měření (měření musíme vždy nechat poběhnout až do konce tj. musejí se dotočit přesýpací hodiny) 8. Pokud je křivka mimo displej nebo naopak příliš nízká, stiskněte tlačítko AUTO SCALE (klávesa 2), přístoj si sám upaví měřítko. Měření útlumu odazu Retun Loss (RL) Po nastavení požadovaných fekvencí a kalibaci přístoje můžeme začít měřit. 1. V hlavním menu stiskneme OPT po zobazení menu voleb 2. V tomto menu stiskneme B1 po výbě typu měření 3. Šipkami vybeeme RL a stiskneme ENTER 4. Dále nastavíme B2 OFF, B3 OFF, B4 OFF a stiskneme MORE 5. Zde nastavíme B5 METRIC, B6 ON a stiskneme MAIN po návat do hlavního menu 6. Stiskneme FREQ 40

41 7. Pak už jen sledujeme měření. Zde měření pobíhá stále dokola (bez přesýpacích hodin) 8. Pokud je křivka mimo displej nebo naopak příliš nízká, stiskněte tlačítko AUTO SCALE (klávesa 2), přístoj si sám upaví měřítko. Ukládání a zobazování výsledků měření Pokud chceme pezentovat výsledky měření postupujeme následovně: 1. Po změření stiskneme SAVE DISPLAY (klávesa 9) 2. Přístoj požaduje paměťové místo kam chceme údaj uložit 3. Zadejte číslo paměťového místa v ozsahu 1-40 a stiskněte ENTER 4. Pohlížet uležené půběhy můžeme tlačítkem RECALL DISPLAY (klávesa 0) Po přenos uložených výsledků použijeme pogam SITE MASTER SOFTWARE TOOLS 5. Připojíme Site Maste k počítači pomocí séiového potu a spustíme pogam 6. Stiskneme ikonu: 7. Zobazí se okno: 8. Zde zadáme paměťová místa kteá chceme přenést do počítače např. (1-40 nebo 1-9) 9. Stiskneme OK 10. Počítač přenese data a otevře všechna přenesená okna 11. Okna uložíme (pokud budeme chtít později impotovat do MS Wod, ukládáme ve fomátu.wmf). Ukládá se vždy jen aktivní okno!!! 12. Nebo stiskneme ikonu a půběh se uloží do Clipboadu jako obázek. 13. Pak už jen stačí v MS WORD (např.) stisknout CTRL+V a obázek se vloží do dokumentu. Symboly displeje: Přístoj je v módě HOLD - po návat stiskněte RUN/HOLD. Přístoj je v módu blokování klávesnice - po vypnutí blokování stiskněte B3. Zamknutá indikace chyb - zkontolujte bateii, pokud je nabitá volejte sevis. Poucha pocesou - symbol se objeví při fekvenci, kteá zapříčiní přeplnění vf vstupu. Teplota [ C] - při povádění kalibace si přístoj zaznamená okolní teplotu. Pokud se teplota vychýlí mimo ozsah indikáto začne blikat. Indikáto stavu bateie - pokud je celý čený je bateie zcela nabitá. [5] 41

42 5 Závě V bakalářské páci byla popsána poblematika měření koaxiálních kabelů a antén a navžen postup po kontolu anténních systémů nebo po vyhledání případné závady. Fekvenční ozsah měření je v pásmu od 300 MHz do 2 GHz a je dán ozsahem používané technologie po mobilní základnové stanice. Součástí páce je ukázka výsledku měření a katalogový list běžně používaných kabelů a antén. Kabelové a anténní systémy jsou velmi důležité po celkový povoz mobilní sítě. Malé změny v anténním systému můžou ovlivnit úoveň signálu, pokytí signálem učité oblasti a mohou být příčinou zhošené kvality hovou, nebo jeho přeušení. Z tohoto důvodu je dopoučeno při jakémkoliv větším zásahu do anténního systému (může jít o novou výstavbu, ekonfiguaci tj. změnu antén či kabelů, apod.) poměřit celý anténní systém. U závad na technologii, kteá je v povozu a vysílá, se povede nezbytné měření na poškozené části. Pomocí základních typů měření, tj. měření RL a VSWR jsou učeny vlastnosti systému. Pokud dojde ke zhošení paametů, je možné použít měření DTF po ověření systému, monitoování a nalezení závady v čase. Vzhledem k neustálému vývoji mobilních telekomunikačních technologií se zvyšuje fekvenční pásmo a tím i potřeba nových měřících přístojů. Po úspou povozních nákladů a počtu umístěných antén jsou osazovány antény s křížovou divesitou nebo antény kteé v sobě obsahují i dva až tři systémy (GSM, DCS a UMTS). 42