如何解决无源互调
室分系统互调干扰解决方案探讨
科技与创新｜Science and Technology & Innovation
2024年 第01期
DOI ：10.15913/ki.kjycx.2024.01.040
室分系统互调干扰解决方案探讨
李 锐
（武汉虹信技术服务有限责任公司，湖北 武汉 430205）
摘 要：随着无线通信网络建设的发展，国家提出了基础设施共建共享共赢的理念，多网融合室分系统成为建设趋势。多网融合室分系统克服了传统单一室分系统的缺点，但存在干扰严重、网络需求差异大等诸多难题，尤其是系统间的互调干扰日益严重，对方案设计及施工工艺要求都非常高。对此，主要浅析了室分系统互调干扰的理论计算、解决措施和规避方案，以供参考。
关键词：室分系统；多网融合；互调干扰；无线通信网络
中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）01-0134-03
在现有多网融合室分系统中，主要利用POI （Point of Interface ，多系统接入平台）满足多种网络制式的接入需求，支持MIMO ，实现1套室分系统传输多个系统信号，满足室内用户各种业务需求。但基于POI 的多网融合室分系统存在无源互调干扰日益严重的问题。
本文主要分析室分系统互调干扰问题，提出解决方案，为今后室分系统的建设和优化工作提供实践经验。
1 室分系统互调干扰成因分析
1.1 互调原理简述
无源互调是射频信号路径中2个或多个射频信号因无源器件的非线性特性引起的混频干扰信号[1]。在无源器件中，材料的磁滞特性、表面或接触面受到污染、不良的机械结点都会产生互调干扰信号。
互调干扰原理介绍及分析
一、互调干扰原理
互调干扰是在多个载频的大功率信号条件下，由于部件本身非线性引起信号互调，如果互调产物落入接收频段，将会干扰正常通信。分为有源互调与无源互调，无源互调（PIM）特性通常是接头、馈线、天线和滤波器等无源部件在多个载波的大功率信号条件下，由于部件本身存在非线性而引起的互调效应。通常认为这些无源部件是线性的，但是在大功率条件下，无源部件都不同程度地存在一定的非线性，这种非线性主要是由以下因素引起的：不同材料金属的接触；相同材料的接触表面不光滑；连接处不紧密；存在磁性物质；天馈老化；跳线接头氧化等。有源互调一般指信号在合路器进行合路时其互调交调产物落在接收频带内，导致小区高干扰。
当两个射频信号输入到一个非线性元件中，或者通过一个存在不连续性的传输介质时，将因为这种非线性而产生一系列新的频率分量，新产生信号的频率分量满足如下频率关系，设输入的两个信号的频率为f1，f2（绝对频率），产生的互调产物如下：
三阶互调：2F1-F2，2F2-F1 互调产物带宽为600K
五阶互调：3F1-2F2，3F2-2F1 互调产物带宽为1M
七阶互调：4F1-3F2，4F2-3F1 互调产物带宽为1.4M
九阶互调：5F1-4F2，5F2-4F1 互调产物带宽为1.8M Array其中阶数越低，互调产物分量约高，互调产物带宽为源信号带宽（GSM为200K）*阶数
中国移动互调分量如下表所示：
对于GSM900频段，对上行造成严重干扰的主要是五阶和七阶互调产物，对于1800频段，主要为七阶和九阶互调。由于GSM900频段传输损耗小，且较低阶的互调产物就能落在上行频带内，故出现互调干扰几率要远大于1800频段。
移动通信天线无源互调产生机理与改善研究
移动通信天线无源互调产生机理与改善
研究
摘要：本文针对移动通信天线无源非线性展开分析，通过研究金属零件基体致密度、金属零件表面质量、紧固连接点、焊接连接点等情况互调产生机理，以及相应的改进措施，可以提升移动通信天线运行稳定性，确保信息传输结果的可靠性。
关键词：移动通信天线；金属零件；表面质量
移动通信无源互调（下简称PIM）是射频信号路径中两个或多个射频信号因非线性特性引起的混频干扰信号，当这些信号电平足够大且落在接收频带内时，会对通信系统产生干扰。基于互调产生机理，拟定合理的改善措施，不仅可以优化通讯系统运行环境，而且能够提升信息传输效率和时效性，以满足相应的处理要求。
1移动通信天线无源非线性分析
移动通信天线中产生非线性效应机理的复杂度较高，机理分析时需要考虑的内容繁多。基于以往应用经验，天线产生无源无源非线性出现的潜在原因如下：（1）系统使用的铁磁材料的非线性磁滞效应，在靠近天线附近使用的大量的铁磁材料，会引起PIM现象。（2）承受载波功率的金属―绝缘体―金属（MIM）连接物，它引起非线性特性，导致出现PIM。（3）由微小裂缝、微小触须和金属结构中的砂眼引起的微放电可能产生PIM产物。（4）在金属接触处穿越氧化薄层的电子隧道效应和半导体行为。（5）低劣的制造工艺引起松动连接、金属裂缝和连接处的氧化作用，产生PIM。（6）所有材料都存在某种程度的非线性，甚至连非铁磁材料也可能呈现PIM现象。
2无源非线性无源互调产生机理及改善处理
2.1金属零件基体致密度
2.1.1产生机理
基于以往应用经验，造成金属零件基体致密度不足的原因如下：（1）在材料应用方面，进行铝合金压铸处理时，位于熔融状态下的材料会溶解空气中的氢原子，在冷却时又会析出氢原子，若冷却完成前内部氢原子残留量过多，那么也将造成结构内部气孔。（2）在模具处理方面，零件结构的转折、厚度等参数的突然变化，都会造成模具内溶液流速均匀度不足的情况，从而在模具内出现紊流漩涡现象，影响到零件基体致密度。（3）零件成型温度，在天线制作中，如果成型温度过高，那么在模具表面附着的离散剂也会快速挥发，产生气体也会困在模具死角，造成高压气体堆积，从而影响到基体致密度，影响到互调控制过程的稳定性。
解析无源互调测试三大方式
解析无源互调测试三大方式
作者：Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ朱辉
来源：《通信产业报》2008年第03期
5年前，大部分射频工程师很少提及无源器件互调问题。但是，随着移动通信系统新频率的不断规划、更大功率发射机的应用和接收机灵敏度的不断提高，无源互调产生的系统干扰日益严重，因此越来越被运营商、系统制造商和器件制造商所关注。
正如大家所知，无源互调值非常之小，一个典型的无源互调指标是在二个+43dBm的载频功率同时作用到被测器件(DUT)时，DUT产生-110dBm的无源互调失真(绝对值)，其相对值为-153dBc，相当于一根头发丝的直径对比地球到太阳之间的距离。因为无源互调值非常之小，所以相对于有源器件产生的互调失真而言，无源互调的测试要困难得多。而目前我国尚无无源互调测试的标准，所以大部分都按照IEC推荐的测量方法进行测量。IEC推荐的正向和反射互调产物的测量方法分别如图1和2所示。
图1表示一个两端口或多端口器件在两个大功率信号的同时作用下所产生的互调产物。绝大部分的无源器件，如双工器、滤波器、定向耦合器等都可以采用这种方法测量。图2表示一个单端口器件在两个大功率信号的同时作用下所产生的反射互调产物。天线和负载可以采用这种方法测量。
随着通信技术的不断发展，新的系统干扰问题不断出现，给测量工作者带来了新的挑战。在一些功率合成系统或者多载频的共用系统中，当两个大功率信号同时作用于一个两端口器件的输入和输出端时，在输出端口将会产生很大的互调产物。在多系统合路平台(POI)系统中情况更为复杂。各种不同频段的载频同时进入系统，除了本频段的互调干扰外，还会产生跨频段的互调干扰。因此，需要进行无源器件反向互调测量。
无源互调失真测量与分析
七、测量示例介绍
电缆组件PIM测试方法
双工器PIM测试方法
发射滤波器PIM测试方法
天线PIM测试方法
分析仪Option K 天线PIM测试方法
隔离器PIM测试方法
分析仪的接收机动态范围 一般为-140~-70 (dBm)，有时 隔离器的IM高达-10 (dBm)， 用30 (dB)定向耦合器和30 (dB) 衰减器来偏移接收机的动态 范围到-80~-10 (dBm) ，去掉 30 (dB)衰减器，则动态范围 为-110~-40 (dBm) 。
选择不同的平均水平，可在分辨率带宽、 接收机灵敏度和扫频测量速度之间取得 最佳的均衡。
选择平均功能不能降低残余互调电平， 只能降低接收机的噪声电平。
六、测量不确定度及 测量结果的表示
1、测量的不确定度
在实际测量中，当被测件( DUT )的实际 IM 电平接近于分析仪的残余IM电平时， 由于两者的矢量合成，这时IM电平的测 量不确定度就会变大。 降低测试系统的残余IM电平可以用高 质量的耦合器、滤波器和精密的架构及 低PIM电缆连接。
其中：
δA为校准衰减器的不确定度分量； δPg为校准信号源的不确定度分量； 之差的不确定度分量。 δPm为校准功率计的不确定度分量； δD为测量互调电平和残余互调电平
无源互调的机理分析及其抑制措施
无源互调的机理分析及其抑制措施
【摘要】本文讨论了无源互调产物的产生机理及其减小措施。指出无源互调干扰主要来自两种无源非线性：接触非线性和材料非线性。对几种重要的非线性机理进行了特别的描述，给出了PIM产物的主要抑制措施。
【关键词】无源互调；接触非线性；材料非线性；抑制措施
一、引言
近年来，随着通信系统及其用户数量大幅增加，移动通信系统中的无源互调产物，已成为影响系统通信质量的重要寄生干扰之一。因此科学有效的分析无源互调机理及测量其产物对提高整个通信系统的通信质量将具有重要的意义。为了比较全面地理解无源互调干扰问题，我们有必要首先了解无源互调的产生机理。在大功率卫星通信系统和移动通信系统中，微波器件的PIM干扰主要来自两种无源非线性：接触非线性和材料非线性。前者指的是具有非线性电流电压特性的任何金属接触；后者指的是具有固有非线性导电特性的铁磁材料、碳纤维和铁镍钴合金。需要特别指出的是，除了上述两种无源非线性机理外，还可能存在一些其他的非线性效应，这对无源互调的产生也有一定的贡献。
二、无源互调的几种重要的机理分析
（一）接触非线性机理
接触非线性主要包括由材料结构和时间相关现象引起的非线性效应。由材料结构引起的非线性产生机理主要包括：由接合面上的点接触引起的机械效应；由点电子接触引起的电子效应；由点电子接触和局部大电流引起的热效应。由时间相关现象引起的非线性主要包括：斑点尺寸随着电流的通过而增大；由强直流电流引起的金属导体中离子的电迁移；引起接触面相对运动的热循环；引起接触面相对运动的振动和磨损；不同热膨胀系数的器件接触引起的热循环；金属接触的松动和滑动以及氧化层或污染物的增加。
航天测控站无源互调问题初探
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I
nternet Technology
互联网+
技术
一、引言
无源互调（Passive Inter-Modulaton，PIM）是无源器件产生的互调产物。所有的无源器件实际上都存在一定程度的非线性，当其工作在小信号条件下，可认为是线性的，但随着功率的增加，无源器件的非线性失真就会明显地表现出来，即无源互调现象。当无源互调产物落在有用频带内，特别是接收带内时，将会影响系统的正常工作。
目前的研究[1]认为，引起无源互调问题的原因主要是材料非线性和接触非线性，前者是指具有固有非线性导电材料引起的非线性，如铁、镍、钴及其合金、镧系元素、镁与铝合金等铁磁材料和碳纤维材料。后者是指具有非线性电流/电压行为的接触引起的非线性，如连接处的松动、腐蚀和氧化等，特别是接触面电流密度越大，对无源互调越不利。
相比有源互调（Active Inter-Modulaton，AIM），无源互调有其特有的性质[2]：无源互调产物无法用滤波器进行滤除，链路上加载的滤波器只能将其前面的无源互调产物滤除，滤波器之后的无源互调产物依然无法滤除；无源互调产物具有门限效应，随着功率的增加，互调产物会毫无征兆地出现；无源互调产物随着时间而变化，材料的氧化、连接处接触压力变化、电缆弯曲程度等均会随时间发生改变，进而影响系统的非线性程度；无源互调产物可呈现宽带噪声特性，类似测控系统中收带底噪整体抬升的现象。
无源互调问题在移动通信系统、卫星通信系统中得到了越来越多的重视，报道的文献有很多[3-6]，但在国内关于航天测控系统相关文献报道寥寥无几，据查到的文献是在2000年北京跟踪与通信技术研究所的闫春生等人发表过的一篇相关文章[7]，文章中对深空站建设中无源互调问题预防和控制进行了理论分析。
相控阵测控系统中无源互调的测试和预防
（a）线性系统（b）非线性系统
图1线性/非线性系统信号变化示意
从图1（b）可以看出，正半周的幅度比负半周的幅度要大，而且与原有信号相比，该波形的特性发生了质的变化。这时的信号由原来的基波和相应的谐波叠加而成，这些谐波将同传输线上的其他载波进行互调。
当输入信号为2个单音信号时，会产生2个单音的三阶互调（IM3）产物，频率分别是2×1-2和2×2-1，也会产生2个单音的5阶互调（IM5）产物，频率分别是3×1-2×2和3×2-2×1；2个单音的7阶互调（IM7）产物，频率分别是4×1-3×2和4×2-3×1，如图2所示。
图22个单音信号的互调产物
当输入的信号一个是单音信号，一个是宽带信号时，产生的互调产物都是宽带信号，3阶和5阶互调产物的频率和带宽如图3和图4所示。
图3一个单音信号和一个宽带信号的互调产物（case1）
图4一个宽带信号和一个单音信号的互调产物（case2）
当输入信号是2个宽带信号时，会产生2个宽带的3阶互调产物，也会产生2个宽带的5阶互调产物，互调产物的频率和带宽，如图5所示。
图52个宽带信号的互调产物
2PIM的测试
一般PIM信号电平水平较低，测量比较困难。目前，国际上尚无相应标准的PIM测试方法，IEC62037建议的测试方法被普遍采用。因此，较为精确的测试方法可以为研究PIM的产生机理及特性分析提供可靠的实验数据[4]。
PIM测试方案可分为“非辐射式、辐射式和再辐射式”PIM 测试3种。在实际测试时，需要根据被测件与设备的特性，选择不同PIM测试方法进行测试。
①非辐射式PIM测试系统适用于非辐射型诸如大功率负载、滤波器、双工器和多工器等的单端口、双端口和多端口射
无源互调产生原因
8）电缆连接器内导体与电缆芯线之连接应采用焊 接方式，不宜采用压接方式。 总之，无源交调对连接器和通信系统的研究 人员来说都是一个新的课题。本文仅是作者实际 工作中的一些心得，仅供业界同行交流和参考。
2、无源交调的研究动态 （1）无源交调并不是最近才发现的，实际上人 们早就知道射频同轴连接器里会出现无源交调，但 为什么在MIL-C-39012和IEC 标准里没有这一指标 呢？我们说主要是无源交调不象其它指标那么直观 或容易捕捉得到，在一些场合它是相对可以忽略不 计的，或者说其影响是很小的。可以说传输功率的 大小确定了相应交调的界限，因此交调大多是在蜂 窝大功率系统里才引起人们的注意，例如这些系统 中用的7一16和N型连接器。
信号在线性系统的传输，特性是成比例线性变 化的（如图一），而在非线性系统的传输特性是按 指数规律变化的（如图二）。从图二可明显地看出， 正半周的幅度大于负半周的幅度，该波形的特性与 原有信号相比已发生了质的变化，它是由原来的基 波和相应的谐波叠加而成，这些谐波将同传输线上 的其它载波进行互调。
这一交调的结果就产生了一些额外的频率，即 交调生成物，如图三中的2F1一F2、2F2一F1、3Fl 一F2、 3F2一Fl等。当这些交调生成物在传输线中 足够大时，就会象载波一样的传输线中传输而占用 有效的信号通道。
（2）蜂窝系统中的无源交调的影响 对于蜂窝系统的服务需求来说，最初人 们关心的只是传输的频道效率和清晰度。随着技术 的不断发展和市场竞争的需要，高可靠大容量的传 送设备己成为发展的主流。这一趋势的潜在障碍就 是无源交调，在这种情况下如果连接器交调性能不 好，就可能出现较差的呼叫质量。 （3）电缆装接方式与无源交调 焊接与压接是最好的电缆装接方式，它 能使电缆与连接器之间产生 360°的点接触。这样 紧密的接触保证了整个接触性能，因而改善了无源 交调特性。连接器内导体最好直接焊到电缆芯线上， 这样比压接好，不仅可减小接触电阻，而且消除了 连接间隙。
无源互调(PIM)影响因素及常见问题(二)
无源互调（PIM）影响因素及常见问题（二）
6.2.2 PCB对PIM影响因素总结
（1）PIM值受电流密度的影响与设计的电路有关，电流密度越小，其PIM性能越好。（2）铜箔表面越粗糙，其PIM性能越差，反之铜箔表面越光滑，PIM性能越好。
（3）线路使用阻焊油和化学锡进行表面处理可以优化PIM，约小4-6dBc。不过化学锡的厚度对于PIM值几乎没有影响，化学镍金的PIM性能较差。
（4）材料结构，尽量避免出现阻抗不连续性，尽可能保持一致的阻抗特性，选用低PIM 的材料（如PTFE或PIM材料）。
（5）介质层厚度对PIM影响还需进一步验证。
（6）铜厚越小，互调性能越好，这是因为越厚的铜厚，蚀刻效果越差，蚀刻毛边对互调性能产生影响。
（7）线路蚀刻的毛边/蚀刻因子，蚀刻因子控制≧3.0,毛边越小，PIM性能越好。阻焊前处理建议采用微蚀工艺。
（8）表面油墨厚度,油墨越厚，PIM性能越好。
（6）镀层表面氧化，导电性不好，镀层厚度不够。
（7）含有磁性材料，如铁、钴、镍等。
（8）介电常数温度系数（TCDk，用于衡量Dk随温度变化）,越低越好。
（9）线长从254mm-76.2mm为材料损耗性能最常见的规格,线长254mm,127mm,76.2mm。线长越长，互调值越差。
（10）线宽从2.0mm开始减半直径到0.25mm,可考察驻波差异对互调的影响。线宽缩窄，阻抗增加，反射能量也随之增加，反射能量与入射能量叠加导致能量汇集，最终导致被测线路的温度上升。互调值与温度呈反比，线宽缩窄导致温度升高，从而互调变差。（11）PCB级要在RF板的微带线两边引入接地，最好不要单纯的只是一根线而不去选择顶层地，测试结果表现顶层地会改善一些PIM。
通信系统的无源互调研究
摘要：在介绍无源互调（PIM）产生机理的基础上，分析了舰船通信系统的PIM现状及基本测试方法，从系统设计的角度出发，介绍了降低无源互调干扰（PIMI）的一些方法。结合工程实践，给出了舰载超短波通信系统无源互调分析示例，这将有助于系统工程师预测系统设计性能，控制技术风险，进一步降低PIMI 的影响。随着涉及舰船通信的无源互调相关技术规范的逐步推出，密集电磁环境下的PIMI将得以有效控制。
0.引言
在通信系统中，当两个或两个以上的射频信号通过非线性特性的器件传输时，合成信号中会产生互调产物（Intermodulation Product，IMP）。当这些互调产物落人邻近工作的接收机通带内时，就会形成寄生干扰。
在舰载通信链路中，由发射机和接收机产生的有源互调干扰，可通过适当的系统隔离控制其最小化，而无源非线性引起的PIM通常不能采用同样的方法加以抑制。理论上讲，无源线性系统不产生新的频率分量。但是，实际上非线性变化在无源传输系统中是不可避免的，只是当载波信号较小时，非线性产生的无源互调产物（Passive Intermodulation Product，PIMP）所引起的无源互调干扰（Passive Intermodulation Interference，PIMI）不大，而不为人们所注意而已。但当载波信号较大时，这种互调干扰就较明显了。PIMP通常在多载波通信环境中产生，典型的如共用宽带天馈系统的船载通信系统、地面移动通信基站及卫星地面接收站等，特别是要求大功率发射系统和高灵敏度接收系统同时存在于有限空间的舰船通信系统，其客观存在的PIMI已不容忽视。
大型无源室分多系统互调干扰解决实践
数远远多于以往运营商一家建设的时候，系统间干扰也更 严重。 1.2 干扰产生的原因及解决方案
在 无 线 室内分布系统中，我们常见干扰分为 3 种：杂 散 干扰、阻塞干扰、互调干扰。
杂 散干扰 产生的原因是 系统 发 射 机 输出大功 率 信号 的过程中，会在发射信号的频带外产生产生幅度较高的杂 散，当杂散落在其他系统的频段内，被干扰系统接收机无 法滤除该杂散信号导致信噪比降低，通信质量下降。
1 干扰产生的原因分析及解决方案 1.1 室内分布系统的基本原理
室内分布系统 是 运营 商为了针对 室内用户群、用于改 善建筑物内移动通信环境的一种覆盖方案，是利用室内天 线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落， 从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。
在实际建 设 过程中，由于各运营商 都 有多种无 线制 式，所以在室内分布系统建设时往往通过POI或者合路器 同时 将多路系统 整 合后传 送 到一 套 天 馈系统中，如图1所 示。
图1 无源分布系统合路组网示意图
图2 互调干扰示意图
通信网络性能。在实际项目实施过程中，我们一般分析两 个信号，三阶互调对于其他系统频段的影响。也就是图2中 2f 1-f 2和2f 2-f 1的互调结果是否落在其它正常频段内，从而 影响其它频段的性能。 1.3 常见的运营商系统间互调干扰
国家 给电信运营 商分 配的无 线 频 谱主 要 集中在 80 0 ~9 0 0MHz，1.8GHz，1.9~2.1GHz，2.3GHz和2.6Ghz 四个区间。通 过 理论 计 算，我们可以知道，在1. 8GH z， 1.9~2.1GHz两个区间范围内的系统，由于各频段相互之间 的区隔 不明显，往 往 是 互调干扰的高危 频段。主 要涉及移 动DCS、联通DCS、联通LTE1.8G、电信LTE1.8G、移动TDLTE F、电信2.1G、联通WCDMA等7个移动通信系统，
室内分布系统互调干扰问题排查与整治B
室内分布系统无源互调干扰问题排查与整治
张需溥 黄逊清 杭州紫光网络技术有限公司
[摘要]室内覆盖系统无源互调干扰已经成为影响客户感知的重要因素，文章介绍了无源互调干扰判断方法、互调干扰问题站点排查与整治案例分析、及室内覆盖降低互调建议三部分内容。
[关键词]室内分布 无源互调 干扰 排查
1.互调干扰已成为影响室分网络质量的重要因素
室内覆盖是目前移动电话网络吸收话务量、解决深度覆盖并提升用户感受的主要手段，与目前2G网络主要业务量来自于室外的情况不同，3G网络的主要业务量来自于室内。NTTDoCoMo的3G商用网络用户分布统计数据显示，大约70%的业务量来自于室内，室内区域良好覆盖是网络质量的重要体现，是运营商获取竞争优势的关键因素，从根本上体现了移动网络的服务水平。室分系统主要的干扰主要包括四部分，无源互调干扰、C网对G网干扰（C 网阻塞和杂散）、同邻频干扰及直放站、干放有源干扰。
相比无源互调干扰，其他三种干扰广泛被认知由此引发的问题比较容易整治。有源器件，譬如功放和混频器产生的互调，始终是研发工程师关心的，而知道十年前，大部分射频工程师很少提及无源器件产生的无源互调。但是随着移动通信新频率的不断规划、大功率发射机应用和接收灵敏度要求的不断提高，无源互调产生的互调干扰日益严重，因此也越来越被运营商、系统制造商及器件制造商所关注。
由无源器件（如同轴电缆、波导、连接器及合路器和天线等）的非线性产生的互调称为无源互调(PIM)[ 1][2]，在无源器件中基本有两种无源非线性：接触非线性和材料非线性。前者为具有非线性电流/电压行为的接触，如松动、氧化和腐蚀连接是典型的例子；后者是指具有非线性特性的材料，如铁磁材料和碳纤维。无源互调干扰最早出现在卫星通信中，二十世纪七、八十年代，国外不少卫星因无缘互调问题而影响整星性能，如FLTSATCOM(美国舰队通信卫星)的3阶和MARECS(欧洲海事通信卫星)的43阶互调产物都落入接收频带，引起严重干扰问题。
多载波无源互调干扰抑制技术研究
多载波无源互调干扰抑制技术研究多载波无源互调干扰抑制技术研究
摘要：随着通信技术的发展，无线通信在现代社会中的地位日益重要，而无源互调干扰作为通信系统中的一种重要干扰，限制了通信系统的发展。传统的解决方法是使用滤波器或放大器等有源设备，但这些方法消耗较大且相对低效。为了提升无线通信系统的性能和效率，本文探究了多载波无源互调干扰抑制技术。该技术采用了全新的无源抑制方法，能够有效地抑制无源互调干扰，提高通信系统的性能和效率。本文首先介绍了多载波系统的基本概念和无源互调干扰的产生机制，然后详细阐述了多载波无源互调干扰抑制技术的原理与方法。其中，对于不同类型的干扰信号，本文分别提出了相应的抑制方法，并对比了其优缺点。最后，本文通过仿真实验验证了该技术的可行性和有效性，证明了其在抑制无源互调干扰方面具有较好的性能和应用前景。
关键词：多载波，无源互调干扰，抑制技术，性能，效
一、引言
随着数字通信技术的发展，无线通信在现代社会中扮演着越来越重要的角色。然而，在通信系统中，干扰是无法避免的问题之一。其中，无源互调干扰作为一种常见且严重的干扰，已经成为限制通信系统性能和效率的主要因素。在传统的解决方法中，使用滤波器或放大器等有源设备，但这些方法消耗较大且
相对低效。因此，本文将探究一种新的无源互调干扰抑制技术，即多载波无源互调干扰抑制技术，以提高通信系统的性能和效率。
二、多载波系统的基础
多载波系统是一种用于将数字信号传输到目标设备的通信系统。该系统将多个载波信号组合成一个更高频率的信号，并在接收端将其分解回原始信息。这种系统在无线通信中得到了广泛的应用，例如Wi-Fi、蓝牙、无线电等。
1 什么是无源互调( PIM )？ 无源互调与有源互调
1.什么是无源互调（PIM）？
无源互调与有源互调相类似，只是无源互调是无源器件产生的。只要在一个射频导
体中同时存在两个或两个以上RF信号，就会产生互调。当器件中存在一个以上的频
率时，任何无源器件都会产生无源互调产物。由于不同材料的连接处的具有非线性，
信号会在结点混合。典型地，其奇数阶互调产物（如IM3=2*F1-F2）会落在基站
的上行或接收频段内，成为干扰接收机工作的信号。它会造成独立于接收机随机底
噪的接收机减敏现象。
2.产生PIM的典型原因？
在射频器件（天线、电缆、滤波器等）中，有三个典型的成因：
1．射频通道中不良的机械结点
2．射频器件的材料具有磁滞现象（如不锈钢）
3．射频通道中的表面或接触面受到污染。例如，焊料（会吸附其他污
染物）和加工过程中的金属微粒。
在一个完整的基站中，大功率放大器和接收机滤波器之间的任何无源器件都会产生
严重的无源互调信号。铁塔（“生锈螺钉噪声”）或发射天线的直射波周围的金属
物质也会产生无源互调信号。
3.什么是IM3和IM5？
它一般用来说明我们所讨论的互调产物的阶数。IM表示“互调
（inter-modulation）”。紧跟着的数字是产生互调产物的两个母信号的整数倍频
之和。通过下表，可以很好的理解这个概念：
IM Calculation互调计算IM Order互调阶数
2*F1±1*F2 = F IM3Third Order (2+1=IM3)
3*F1±2*F2 = F IM5Fifth Order (3+2=IM5)
4*F1±3*F2 = F IM7Seventh Order (4+3=IM7)
基站的无源互调问题及其故障定位
基站的无源互调问题及其故障定位
朱轶智
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】2013(20)5
【摘要】本文从无源互调的基本概念入手，解释为什么无源互调干扰越来越受到重视，然后具体阐述基站现场的无源互调测试与定位解决方案，最后分享用安立公司PIM Master在基站现场测试中的一些典型案例与结果分析。
【总页数】4页(P20-22,37)
【作者】朱轶智
【作者单位】安立市场部高级工程师
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基站天线无源互调干扰的分析与预防 [J], 范颂东
2.基于参考信号的无源互调故障定位技术 [J], 谢亚运;年夫顺;杨保国
3.基站天线的无源互调分析与研究 [J], 汪常娥
4.一种抑制通信基站无源互调干扰的算法 [J], 杨丽
5.天线基站中无源互调要求的移相器印制电路板制作工艺 [J], 李旋;吴传亮;王运玖;常玉兵
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1、无源交调产生的原因 在环球移动通信（GSM）、数据通信系统 在环球移动通信（GSM）、数据通信系统 ( DCS ) 1800、个人通信服务系统 ( PCS ) 1900和传 1800、个人通信服务系统 1900和传 呼台等蜂窝基站上，由于传输功率较大，通常采用 7一16 ( L29 ) 、N、EIA等射频同轴连接器。射频同 EIA等射频同轴连接器。射频同 轴连接器是用在发射通道（在天线和天线滤波器之 间）的后置滤波部分，因为系统是双工的，即多载 波发射通道同时也是接收通道，所以要求相当严格。 在一个理想的线性传输系统内，其输出相对于输入 是成正比的。实际上非线性变化在射频同轴连接器 中是不可避免的，只是因载波信号较小时非线性产 生的无源交调物引起的噪声不大而不引起人们的注 意，但当载波信号大于30dBm时，这种交调影响就 意，但当载波信号大于30dBm时，这种交调影响就 比较明显了。
2、无源交调的研究动态 （1）无源交调并不是最近才发现的，实际上人 们早就知道射频同轴连接器里会出现无源交调，但 为什么在MIL-C-39012和IEC 标准里没有这一指标 呢？我们说主要是无源交调不象其它指标那么直观 或容易捕捉得到，在一些场合它是相对可以忽略不 计的，或者说其影响是很小的。可以说传输功率的 大小确定了相应交调的界限，因此交调大多是在蜂 窝大功率系统里才引起人们的注意，例如这些系统 中用的7一16和N型连接器。
连接器无源交调的 产生与预防
随着移动通信的飞速发展，对接收系 统的灵敏度要求日益提高，使得同一传输 信道内可能存在很多不同频率的信号，如 果传输线或连接传输线的射频同轴连接器 特性不良，就可能使不同频率之间产生无 源交调(Passive intermodulation／PIM)， 源交调(Passive intermodulation／PIM)， 结果使有效传输信号发生畸变，产生噪声 和杂波，影响信号传输速率。本文分析了 射频同轴连接器无源交调产生的原因及预 防措施，对射频同轴连接器的设计、制造 以及通信系统中的选用有积极的指导意义 和参考价值。
（4）无源交调与频率的关系 由于同轴连接器是宽带元件，没有频率依赖 性，因此，无源交调也无频率依赖性，其影响程 度仅与信道传输功率大小有关，与频率无关。 （5）无源交调的测试 无源交调的测试方法仍在研究之中，目前国 际上尚无权威性的标准测试方案。
3、无源交调的预防措施 针对上述无源交调产生的原因，在射频同轴 连接器设计和制造中应采取以下措施。 1）从电镀角度考虑，为降低无源交调，减少接触 电阻，最好采用镀银层，厚度应在6um以上，镀层 应无杂质且必须用铬酸盐钝化，这就是 7-16 或 N 型大功率产品镀银的原因。 但镀银层易变色的 问题在某些场合要慎重考虑。镀金也是较好的选 择，但成本较高。 2）在产品结构设计方面尽避免出现阻抗不连续性， 尽可能保持一致的特性阻抗，减小非线性因素。
信号在线性系统的传输，特性是成比例线性变 化的（如图一），而在非线性系统的传输特性是按 指数规律变化的（如图二）。从图二可明显地看出， 正半周的幅度大于负半周的幅度，该波形的特性与 原有信号相比已发生了质的变化，它是由原来的基 波和相应的谐波叠加而成，这些谐波将同传输线上 的其它载波进行互调。
这一交调的结果就产生了一些额外的频率，即 交调生成物，如图三中的2F1一F2、2F2一F1、3Fl 一F2、 3F2一Fl等。当这些交调生成物在传输线中 足够大时，就会象载波一样的传输线中传输而占用 有效的信号通道。
除非线性因素外，在同轴连接器中生成无源 交调的还有以下几个方面的原因。 （1）金属零件电镀过程中未清洗干净的电镀 溶液。 （2）镀层导电性不好，镀层厚度不够。 （3）表面锈蚀。 （4）中心接触件的不同金属材料。 （5）信通道内的磁线材料。 （6）较低的接触点正压力。 （7）表面粗糙度大。 （8）连接器内的碎屑和灰尘。 （9）螺旋状的信号通道。
（2）蜂窝系统中的无源交调的影响 对于蜂窝系统的服务需求来说，最初人 们关心的只是传输的频道效率和清晰度。随着技术 的不断发展和市场竞争的需要，高可靠大容量的传 送设备己成为发展的主流。这一趋势的潜在障碍就 是无源交调，在这种情况下如果连接器交调性能不 好，就可能出现较差的呼叫质量。 （3）电缆装接方式与无源交调 焊接与压接是最好的电缆装接方式，它 能使电缆与连接器之间产生 360°的点接触。这样 紧密的接触保证了整个接触性能，因而改善了无源 交调特性。连接器内导体最好直接焊到电缆芯线上， 这样比压接好，不仅可减小接触电阻，而且消除了 连接间隙。
3）选择导电率高的材料，如铜及其合金，避免采用 不锈钢或其它含磁性材料，即便要用导磁率应小于 2.0。 4）提高表面加工质量，一般表面粗糙度应在0.4um 以下。并且不得有凹坑，碎屑等杂物。 5）导电体表面不得有斑点和锈蚀。 6）选择良好的弹性材料，进行精细加工和真空热处 理，以保证接触件在 500 次插拔过程中具有稳定 可靠的接触正压力和较小的接触电阻。 7）避免不同金属，特别是彼此之间可能产生电动势 耦合的不相容金属互相结合，防止产生电化学腐蚀。
来自百度文库
8）电缆连接器内导体与电缆芯线之连接应采用焊 接方式，不宜采用压接方式。 总之，无源交调对连接器和通信系统的研究 人员来说都是一个新的课题。本文仅是作者实际 工作中的一些心得，仅供业界同行交流和参考。