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《大功率、多信道通信系統(tǒng)中無源互調(diào)產(chǎn)生機(jī)理與測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、大功率、多信道通信系統(tǒng)中無源互調(diào)產(chǎn)生機(jī)理與測試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【摘要】移動(dòng)通信的飛速發(fā)展帶來了許多愉悅地體驗(yàn)，也帶來了許多問題，其中系統(tǒng)中的無源互調(diào)問題日益嚴(yán)重，引起多方地關(guān)注。鑒于越來越多的移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)備制造商投入到無源互調(diào)的測試及問題解決中，文章從無源互調(diào)的產(chǎn)生機(jī)理、無源互調(diào)的測量方法等方面對(duì)無源互調(diào)進(jìn)行了分析。結(jié)合多年的無源互調(diào)測試經(jīng)驗(yàn)，介紹了自制無源互調(diào)測試系統(tǒng)的搭建，并與國內(nèi)外測試設(shè)備進(jìn)行了對(duì)比。最后給出了一些減小或降低無源互調(diào)的措施和建議?！娟P(guān)鍵詞】無源互調(diào)；PIM測量；自制PIM測試系統(tǒng)1.引言隨著科技的
2、不斷地發(fā)展和進(jìn)步，移動(dòng)通信技術(shù)也在飛速發(fā)展，從早期的1G（FirstGeneration-第一代移動(dòng)通信技術(shù)），到前些年的2G（Second16Generation-第二代移動(dòng)通信技術(shù)），再到最近幾年火熱的3G，以及正在布點(diǎn)試網(wǎng)的4G，移動(dòng)通信系統(tǒng)在不斷地更新?lián)Q代，移動(dòng)通信基站也在不斷地增加擴(kuò)容。從2012年中國工業(yè)和信息化部發(fā)布的通信業(yè)運(yùn)行報(bào)告中移動(dòng)通信用戶總數(shù)首次突破10億的數(shù)據(jù)上也可見一斑。隨著移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展和移動(dòng)通信用戶的不斷增加，我們的通信系統(tǒng)也要持續(xù)升級(jí)以滿足增加的數(shù)據(jù)傳輸要求，然而這些飛速的發(fā)展和
3、升級(jí)并不是完全是積極向上的，也會(huì)帶來一系列的問題出現(xiàn)。比如無源互調(diào)干擾，各運(yùn)營商不同網(wǎng)絡(luò)間的干擾，同鄰頻干擾以及直放站、干放有源干擾等。而其中最為突出的就是無源互調(diào)干擾問題。在大功率、多信道通信系統(tǒng)中，存在各種各樣無源器件（天線、射頻饋線、連接件、避雷器、濾波器、雙工器、定向耦合器、射頻終端負(fù)載及衰減器等），這些無源器件的非線性會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于工作頻率的更高次諧波，而這些諧波與工作頻率混合在一起會(huì)產(chǎn)生一組新的頻率，其最終結(jié)果就是在空中產(chǎn)生一組無用的頻譜從而影響通信系統(tǒng)的正常的通信。這就是大功率多通道通信系統(tǒng)中無源互調(diào)干擾
4、問題。無源互調(diào)指標(biāo)是衡量移動(dòng)通信質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，但過去由于技術(shù)不成熟、沒有統(tǒng)一的測試標(biāo)準(zhǔn)或者是一套測試系統(tǒng)太過昂貴等因素導(dǎo)致我們對(duì)其重視不夠。但隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)中更大功率發(fā)射機(jī)的應(yīng)用和接收機(jī)靈敏度的不斷提高，無源互調(diào)產(chǎn)生的系統(tǒng)干擾日益嚴(yán)重，引起越來越多的專家和研究學(xué)者對(duì)無源互調(diào)干擾的重視。而且目前中國各移動(dòng)運(yùn)營商也已經(jīng)將無源互調(diào)標(biāo)準(zhǔn)納入集采要求。這些都迫使我們?nèi)?duì)無源互調(diào)進(jìn)行研究分析，對(duì)互調(diào)干擾進(jìn)行合理地測量并找到有效降低干擾的措施。2.PIM的基本理論無源互調(diào)（Passive16Intermodu-lation
5、，簡稱PIM），是由無源射頻器件，如天線、射頻饋線、連接件、避雷器、濾波器、雙工器、定向耦合器、射頻終端負(fù)載及衰減器等器件的非線性產(chǎn)生的。當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)在具有非線性無源器件中混合時(shí)，無源器件的非線性會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于工作頻率的更高次諧波，而這些諧波與工作頻率混合在一起會(huì)產(chǎn)生一組新的頻率，這組新的的頻率就是PIM產(chǎn)物。當(dāng)這些PIM產(chǎn)物落在系統(tǒng)的接收頻道內(nèi)，接收機(jī)的靈敏度會(huì)降低，從而會(huì)導(dǎo)致通話質(zhì)量或者系統(tǒng)的載波干擾比降低，系統(tǒng)的容量會(huì)減少，同時(shí)在數(shù)字信號(hào)傳輸過程中提高了誤碼率等，無源互調(diào)在日常通信中最常見的表現(xiàn)是在通信
6、過程中遇到的回音、撥不通、在打電話中聽到第三方聲音等。無源器件都存在非線性，僅僅在功率不大時(shí)可以考慮無源器件為線性。一般的移動(dòng)通信系統(tǒng)中往往包含多個(gè)頻率信號(hào)，為了分析PIM產(chǎn)物的產(chǎn)生和PIM的基本理論，不失一般性，我們考慮最簡單的情況進(jìn)行分析。即系統(tǒng)中有兩路信號(hào)f1和f2同時(shí)作用于非線性無源器件，則有16式中m，n均為整數(shù)，可以為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)和不同時(shí)為零，（
7、m
8、+
9、n
10、）定義為PIM產(chǎn)物的階數(shù)。當(dāng)m±n為奇數(shù)時(shí)，新產(chǎn)生的頻率會(huì)落到或者靠近接收通道，可能會(huì)影響系統(tǒng)的靈敏度。通常把2f1-f2或者2f2-f1兩種頻率
11、組合產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物稱為三階互調(diào)，3f1-2f2或者3f2-2f11兩種頻率組合產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物稱為五階互調(diào)，以此類推。一般情況下隨著階數(shù)的增加互調(diào)電平呈下降趨勢，如圖1所示，三階、五階、七階干擾電平最大。當(dāng)兩個(gè)激勵(lì)信號(hào)通過無源器件時(shí)，由于器件的非線性特性，產(chǎn)生的新的諧波和不同階數(shù)的互調(diào)產(chǎn)物，這些信號(hào)共同組成了Vout的頻譜。當(dāng)兩個(gè)以上的信號(hào)通過無源器件時(shí)，PIM產(chǎn)物數(shù)目會(huì)很快增加，在多頻環(huán)境下，PIM產(chǎn)物的數(shù)目隨傳輸信道數(shù)目和PIM產(chǎn)物階數(shù)的增加而急劇增加。例如，三階和五階PIM產(chǎn)物數(shù)目與傳輸信道數(shù)目的關(guān)系如圖2所示。
12、3.PIM的產(chǎn)生機(jī)理移動(dòng)通信系統(tǒng)中，PIM產(chǎn)物來源于系統(tǒng)中無源器件的非線性。經(jīng)過多方實(shí)驗(yàn)認(rèn)證表明，無源器件所選用材料的品質(zhì)、鍍層的材料和厚度、接觸材料中是否含異金屬、材料是否具有磁滯特性、各接觸面壓力、焊接點(diǎn)圓潤不虛焊、連接器中是否材質(zhì)雜質(zhì)或灰塵等等都會(huì)產(chǎn)生PIM干擾。如果按照表現(xiàn)類型分類的話，大致可以分為兩大類：由接觸引起的PIM干擾；由器件
