罗森伯格无源互调分析仪培训材料

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互调干扰分类（3）
3）两个或两个以上系统的下行信号相互作用产生的互调产物干扰上行信 号。在室内分布系统的前级比较明显。 例1：CDMA、GSM产生的互调干扰CDMA: F1=880MHz （CDMA）, F2=935MHz （GSM) PIM3=2xF1-F2 =2x880-935=825(MHz) 例2：CDMA、GSM产生的互调干扰GSM: F1=875MHz (CDMA)，F2=955MHz (GSM)，F3=940MHz (GSM) PIM3=F1+F2-F3=875+955-940=890(MHz) 例3：CDMA、GSM与WCDMA产生的互调干扰TD-SCDMA F1=870MHz (CDMA)，F2=2110MHz (WCDMA)，F3=960MHz (GSM) PIM3=F1+F2-F3=870+2110-960=2020(MHz)
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无源互调的单位
dBm 2 x 20 W
+43 dBm
dBc 0dBc
0dB m 载 波 -100 dBm
=
-143 dBc
载 波
dBm：相比与1mW的绝对功率值
PIM
dBc：相比与载波的相对功率值
互调的单位可以用dBm或dBc
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降低无源互调的指导原则（2）
同轴电缆和连接器 • 同轴电缆的中心导体避免使用不锈钢 • 外导体最好采用波纹管等刚性材料 • 尽量减少中心导体和外导体的编织层的使用 • 如果有编织层，在使用中尽量减少编织层柔性 • 尽量采用焊接方式 • 避免过度弯曲 • 尽量减少连接器和转接器的数量
fIM3 = 2 * f1 - f2 fIM3 = 890 … 890,6 MHz fIM5 = 890 … 891,0 MHz * Rx fim3 fim5
f1 = 925,0 … 925.2 MHz f2 = 959,8 … 960,0 MHz f1 f2
Tx
f (MHz) 880 890 890,6 915 925 EGSM 900MHz
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互调源例子
焊接不良 腐蚀氧化
内部
外部
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降低无源互调的指导原则（1）
非线性材料 • 避免使用磁滞特性材料（ 铁、钴、镍） 金属与金属间连接 • 避免松动的连接 • 使用高品质的焊接方式，替代机械接触 • 使用合适的接触压力 金属接触面 • 金属Hale Waihona Puke Baidu触面应保持清洁和光滑 • 金属接触面应镀银、镀金或者镀三元合金 • 镀层要保证足够的厚度
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2, 降低无源互调
无源互调的来源
互调来源 材料
• 器件所选用的材料品质 • 镀层的材料和厚度 • 接触材料中含异金属 • 材料具有磁滞特性
连接
• 接触压力不足 • 接触面粗糙或者受到污染 • 焊接或者压接不良 • 连接器中存在杂质或灰尘
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960
* from different f1 and f2
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调制信号产生的无源互调（3）
接收频带内的互调 4.8 MHz LTE调制信号
fIM3 = 2 * f1 - f2 fIM3 = 698,0 … 712,4 MHz fIM3 = 14,4 MHz wide Rx fim3
• •
互调幅度取决于被测器件本身和输入载波功率大小。 (要先确定输入载波功率，才能确定互调幅度） 当两路载波的功率幅度每降低1dB，互调幅度通常会降 低2-3dB（与理论计算得到的3dB有些差异） 2 x 40 dBm = - 120 dBm 2 x 43 dBm = - 111 dBm (-114 dBm)
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无源互调的传输方向
无源互调按照传输方向可以分为反射式互调（Reflected) 和传输式互调（Transmitted)
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互调干扰分类（1）
无源互调的干扰有三种情况： 1）系统下行信号产生的无源互调对本系统上行造成干扰。 GSM900（中国移动）产生的PIM5对本系统的干扰。
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技术 / 工程
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影响无源互调的因素
在实际工程中，造成无源互调差的原因错综复杂，对一些常见的 影响互调的因素总结如下 天线装配工艺不合格，内部连接不牢靠。 腔体和接头的镀层厚度太薄，电镀材料不合适 在射频路径上有品质差的连接器 接头焊接不良、连接松动、接触压力过大 器件的制造上使用了具有磁滞特性的材料 接头有虚焊 射频电缆过度弯曲 震动 腐蚀和氧化 温度变化
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无源互调的定义（2）
除了奇数阶次互调失真之外，同样也存在偶数阶次的互调失真 例如f2-f1, f1+f2称为二阶互调失真。 2f2-2f1, 2f1+2f2 ,3f2-f1,3f1-f2 ,3f2+f1,3f1+f2都称为四阶互调失真。 偶数阶次互调，通常不会落在自身系统的接收频段，它主要造成的是系 统之间的干扰。 当f1=f2,此时互调失真就是谐波失真
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无源互调干扰的定义（3）
由于非线性因素产生很多不期望的信号
期望信号 互调
f 1 2f -f 3f -2f 1 2 4f -3f 1 2 1 2 f 2 2f -f 2 1 3f -f 2f 1 2 1
Rx fim3
Tx
f (MHz) 880 890 890,6 915 925 960 EGSM 900MHz
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调制信号产生的无源互调（2）
接收频带内的互调 200 KHz GSM IM3和IM5
•
相邻奇数阶次的互调幅度差异大约是 -8dB ~ -15dB
PIM Order 3rd 5th 7th 9th
Relative Level 0dB -8 ̴ -15dB -16 ̴ -30dB -24 ̴ -45dB
Example -107dBm -115dBm -123dBm -131dBm
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调制信号的无源互调 （1）
接收频带内的互调 200 KHz GSM Modulation
fIM3 = 2 * f1 - f2 fIM3 = 890 … 890,6 MHz
f1 = 925,0 … 925.2 MHz f2 = 959,8 … 960,0 MHz f1 f2
无源互调分析仪
王东 2014-8-29
内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
无源互调概述 降低无源互调 中国移动互调干扰分析 测量无源互调 多功能式互调分析仪 测试案例 罗森伯格互调仪产品特点
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f1 f2 f1 f2
Nonlinear Passive dvice
PIM
PIM
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移动通信系统中的无源互调
现代移动通信的飞速发展，要求在固定带宽内通过的数 据和语音数据日益增加，在同一传输介质内会存在很多 不同频率的信号，由于传输介质都具有一定的非线性特 性，这些不同频率的信号混合在一起产生一种杂散信 号—无源互调。 当无源互调落在基站的接收频段内时，接收机的灵敏度 会降低，从而导致通话质量或者系统的载波干扰比（C/I） 降低。对于CDMA扩频方式的通信系统，由于呼吸效应， 系统的覆盖范围会缩小，系统容量会减少。
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无源互调的定义（1）
如果在通信系统的发射频段有两个载波f1和f2，其中f1<f2。当两个载波 混合输入到无源器件中时，会产生各个阶次的互调失真。 频率用 fIM=mf1±nf2 表示；m、n为自然数 2f1-f2, 2f2-f1, 2f1+f2 和 2f2+f1都称为三阶互调失真。一般情况下， 只有2f1-f2会落在通信系统的接收频段，所以在检测三阶互调时，重点 对其进行考察。 同理，3f1-2f2, 3f2-2f1, 3f1+2f2 和 3f2+2f1都称为系统的五阶互调失 真。一般情况下，只有3f1-2f2会落在系统的接收频段，所以在检测五阶 互调时，重点对其进行考察。 常见的奇数阶次互调有3、5、7阶互调，3阶幅度最高，距离载波近。 9阶以上因为幅度过小，很少关注
f1 = 745,0 … 749,8 MHz f2 = 787,2 … 792,0 MHz f1 f2
Tx
f (MHz) 698 712,4 730 745 792 LTE 700 MHz
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无源互调的幅度
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互调干扰分类（2）
2）一个系统下行信号产生的无源互调对另外的系统上行造成干扰。 在两个基站距离很近或室内分布中进行POI合路时干扰比较明显。 比如GSM900系统产生的2阶互调产物会干扰TD-F1900频段，CDMA800系统 产生的2阶互调产物会干扰DCS上行。
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1. 无源互调概述
什么是无源互调失真？
物理定义：无源互调失真（Passive Intermodulation--PIM）是指两 个或更多不同频率的信号混合输入到无源器件中，在其它频率产生 幅度不同的互调产物。 无源器件（Passive device）包括天线、射频馈线、连接件、避雷 器、滤波器﹑双工器﹑定向耦合器、射频终端负载及衰减器等。
PIM
基站天馈系统的互调失真
无源互调随着载波功率的增加而迅 速增大 随着载波数的增多，互调干扰的概 率迅速增大。 无源互调随阶数的增大而迅速减小 现代通信系统共址和共站越来越普 遍。无源互调不仅会对本系统造成 影响，还会对其他通信制式造成干 扰。
接地卡 下跳线 同轴 连接 器 天线 上跳线 功分器 组件 馈线
互调与谐波
f +f 1 2
f -f 2 1
3f -2f 2 1 4f -3f 2 1
2f 3f -f 2 2 1
2阶
3阶 5阶 7 阶
2阶 4阶
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多载波产生的无源互调
对于多个载波混合输入到无源器件中时，产生的互调失真的频率变 得复杂。 以三载波为例，f1<f2<f3,。 除了任意两个载波相互作用产生3阶互调 失真之外，例如2f1-f2, 2f2-f1, 2f1-f3 和 2f3-f1 三个载波相互作用也会产生3阶互调失真，例如 f1+f2-f3, f1-f2+f3, f2+f3f1, f1+f2+f 三个载波相互作用也会产生4阶互调失真，例如2f1+f2-f3, f1-f2+2f3