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1、無源互調(diào)失真測量和分析——無源互調(diào)分析儀簡介中國電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所陸申奇內(nèi)容提要無源互調(diào)的產(chǎn)生無源互調(diào)測量原理無源互調(diào)分析儀介紹無源互調(diào)分析儀測量(PIM)方法分析儀的噪聲電平和殘余互調(diào)電平測量不確定度及測量結(jié)果的表示測量示例介紹測試連接方法一、無源互調(diào)的產(chǎn)生無源互調(diào)(PIM)的概念當(dāng)兩個或兩個以上頻率的射頻信號功率同時出現(xiàn)在無源射頻器件中，就會產(chǎn)生無源互調(diào)(PIM)產(chǎn)物。這種產(chǎn)物是由于異質(zhì)材料連接的非線性特性而產(chǎn)生的混合信號。典型情況是，它的奇次階產(chǎn)物(例如IM3=2?F1-F2)可能恰好落在基站的上行或接收波段內(nèi)
2、，就會對接收機(jī)形成干擾，嚴(yán)重時可能使接收機(jī)無法正常工作。所以抑制互調(diào)干擾是很重要的。1、無源互調(diào)產(chǎn)生的原因射頻器件產(chǎn)生無源互調(diào)(PIM)的主要原因有：1、在射頻路徑上有劣質(zhì)的機(jī)械接頭、接點或安裝松動等。2、在射頻元件的制造中使用了某種程度的磁滯材料(例如不銹鋼等)。3、在射頻路徑的接觸內(nèi)表面或接頭處有異質(zhì)污染物，如殘留的焊劑或材料加工的顆粒。在綜合的基站內(nèi)，大功率放大器和接收機(jī)濾波器之間的任何無源器件都會產(chǎn)生一定的無源互調(diào)電平?；咎炀€塔的安裝環(huán)境也會產(chǎn)生PIM，例如天線附近有金屬物體的直接反射波束傳送到天線。2、無源互調(diào)傳輸和
3、反射方向二、無源互調(diào)測量原理無源互調(diào)的計算公式三、無源互調(diào)分析儀介紹接線圖原理圖無源互調(diào)分析儀的兩種顯示 測量工作方式工程測量模式生產(chǎn)測量模式虛擬界面四、無源互調(diào)分析儀 測量(PIM)的方法無源互調(diào)分析儀在工程測量模式下的三種測量模式1、頻譜模式2、帶狀記錄圖模式3、掃頻模式1、頻譜模式無源互調(diào)分析儀的頻譜測量模式能顯示落入分析儀測量頻帶內(nèi)的IM產(chǎn)物。例如，落入測量頻段內(nèi)的IM3(三階互調(diào)產(chǎn)物)、IM5和IM7這三個IM產(chǎn)物能同時被顯示并讀得測量值?？捎^察分析它們的相互關(guān)系，還可用手動方式分別調(diào)諧無源互調(diào)分析儀的頻率和功率來觀察
4、它們相互間的變化關(guān)系。測試裝置缺省設(shè)置產(chǎn)生三階互調(diào)的頻率改變Carrier2的頻率落入通帶內(nèi)的高階互調(diào)產(chǎn)物2、帶狀記錄圖模式無源互調(diào)分析儀的帶狀記錄圖模式能測量顯示互調(diào)響應(yīng)隨時間變化的情況。它能顯示落入測量頻段內(nèi)的所有互調(diào)產(chǎn)物。尤其是能用于觀察周圍環(huán)境或機(jī)械壓力隨時間變化時的IM變化。3、掃頻模式無源互調(diào)分析儀的掃頻測量模式能測量不同頻率對下的互調(diào)響應(yīng)。在該模式下分析儀進(jìn)行二次掃頻測量。首先F1頻率設(shè)置在頻帶的低端，F(xiàn)2頻率設(shè)置在頻帶的高端，然后F2頻率從高掃到低進(jìn)行一次掃頻；然后F2頻率保持不變，F(xiàn)1頻率從低掃到高完成二次掃頻
5、。該測量是最有價值的測試模式，它同只用二個固定頻率測量相比較，能發(fā)現(xiàn)更多的互調(diào)問題。掃頻后落入接收頻帶的IM頻率二次掃頻測量曲線掃頻時改變測量功率電平測量三階互調(diào)時，PIM分析儀輸出的功率電平為：2?Carrier1+1?Carrier2若二個載波電平同時都增加1dB，則理論上PIM電平：IM3增加3dB(2?1+1?1)；IM5增加7dB(4?1+3?1)，但在實際測量中比較罕見這樣的增加比率。五、分析儀的噪聲電平和 殘余互調(diào)電平1、分析儀的噪聲電平噪聲電平是在PORT1和PORT2接50Ω負(fù)載和射頻源信號關(guān)閉時，互調(diào)分析儀測
6、量出的噪聲信號電平平均值。該噪聲電平是接收機(jī)的高增益放大器耦合噪聲，包括本地振蕩器相位噪聲、(kTBF)接收機(jī)前置放大器的隨機(jī)噪聲門限和發(fā)射機(jī)噪聲等合成產(chǎn)生。2、分析儀的殘余互調(diào)電平殘余互調(diào)電平是在測試端口接低互調(diào)電平的負(fù)載時，分析儀測量出的互調(diào)電平。殘余互調(diào)電平是分析儀系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸電纜線、連接器、濾波器和雙工器等產(chǎn)生的。一般三階殘余互調(diào)電平大于接收機(jī)的噪聲電平。殘余互調(diào)電平一般要求不超過-120dBm。噪聲電平測量曲線3、測量平均功能的選擇選擇不同的平均水平，可在分辨率帶寬、接收機(jī)靈敏度和掃頻測量速度之間取得最佳的均衡。選擇
7、平均功能不能降低殘余互調(diào)電平，只能降低接收機(jī)的噪聲電平。六、測量不確定度及 測量結(jié)果的表示1、測量的不確定度在實際測量中，當(dāng)被測件(DUT)的實際IM電平接近于分析儀的殘余IM電平時，由于兩者的矢量合成，這時IM電平的測量不確定度就會變大。降低測試系統(tǒng)的殘余IM電平可以用高質(zhì)量的耦合器、濾波器和精密的架構(gòu)及低PIM電纜連接。為了提高IM電平的測量精度，接收機(jī)的殘余互調(diào)電平至少要求比測量的最小無源互調(diào)（PIM）電平低10dB以上。根據(jù)實際測量的互調(diào)電平與系統(tǒng)的殘余互調(diào)電平之差值，可從圖表查得最大的測量不確定度分量，它是主要的測量不
8、確定度來源之一。2、典型的測量不確定度曲線3、測量不確定度計算其中：δA為校準(zhǔn)衰減器的不確定度分量；δPm為校準(zhǔn)功率計的不確定度分量；δPg為校準(zhǔn)信號源的不確定度分量；δD為測量互調(diào)電平和殘余互調(diào)電平之差的不確定度分量。公式中不包括失配誤差。其中：δA為校準(zhǔn)衰減
