无源互调测试流程和方法_V1

无源互调测试流程和方法罗森伯格亚太电子有限公司2011年5月目录1.0 无源互调简介 (1)2.0 PIM 测试仪 (1)3.0 PIM的单位 (2)4.0 PIM测试指导 (2)4.1 RF安全 (2)4.2 RF连接器的维护 (2)4.3 外部PIM信号源 (3)4.4 测试精确性 (3)4.5 测试系统搭建以及PIM测试基准的现场核查 (3)5.0 验收标准 (3)6.0 器件测试 (4)6.1 天线产品PIM测试 (4)6.2 多端口器件的PIM测试 (5)6.2.1 电缆组件（二端口） (5)6.2.2 功分器和合路器（三端口或多端口） (5)6.2.3 天线共用器和多频合路器（三端口） (6)6.2.4 塔顶放大器（TMA）的PIM测试 (6)6.2.4.1 Duplexing TMA (6)6.2.4.2 Dual-Duplexing TMA (6)6.2.5 带RRH的系统PIM测试 (7)7.0 互调仪参数设置 (8)1.0无源互调简介无源互调（PIM）是两个或更多不同频率的信号混合输入到无源器件中，由于连接点或材料的非线性，而产生的失真信号。

干扰的产生和本地下行频点相关，可以导致在多系统共享基础设施时，上行频段噪声上升。

PIM对网络质量的影响是非常严重的，特别是UMTS或LTE这种宽频系统。

PIM干扰会导致接收机灵敏度下降，掉话率增加，接入失败率提高，过早切换，降低数据传输速率，并降低系统的覆盖范围和容量。

RF路径中的任何组件都可能产生PIM干扰，包括天线，TMAs，天线共用器，双工器，避雷器，电缆和连接器。

此外，当天线系统大功率辐射时，松动的机械连接和生锈的表面，也会产生PIM干扰。

2.0PIM 测试仪PIM测试仪是将两路高功率信号输入到被测件中。

如果被测件中有非线性连接，就会产生互调信号。

测试信号将被负载吸收，或是被天线发射到自由空间。

互调信号会在各个方向进行传输。

在同轴系统中，互调信号不仅会朝着负载或天线的方向传输，也会朝着PIM测试仪的方向传输。

落在系统Rx频段的互调信号会通过双工器传输到接收机上。

这个小信号会通过滤波器和低噪放，然后到达测试仪的接收机。

这种互调测试方式被称为反射式测试。

精确的测试的难点在于在一个发射大功率信号的系统里去检测一个非常小的信号。

IEC62037 [3]对互调测试给出了更为详细的定义。

当使用负载去吸收通过被测的传输器件的发射信号时，这个负载必须是“低互调”（LOWPIM）的。

如果负载含有能产生高互调信号的因素时，即使被测件没有产生互调信号，PIM测试仪也无法分辨互调信号是负载产生的还是被测件产生的，就会造成测试失败。

需要注意的是，VSWR扫频测试的负载，是不能用于互调测试的。

这类精密负载的设计，没有考虑承受互调测试的高功率信号，一旦使用，将会造成永久性损坏。

PIM测试仪的自身互调信号（残留PIM）应进行现场验证，并保证在一定的电平之下。

测试系统的残留PIM信号（包括测试仪表、负载、，测试线缆、转接器）应进行现场验证，以确保之前的使用没有造成损坏。

3.0PIM的单位PIM的单位定义为dBm或dBc.dBm是测试信号的绝对功率，表示PIM信号以分贝毫瓦为单位的幅度值。

dBc是测试信号的相对功率，表示PIM信号相对于载频信号或测试功率电平的幅度值。

PIM信号的绝对值是不变的，不管它单位是以dBm还是dBc作单位。

他们的唯一区别在于选取的参考对象不同。

两者区别是恒定的，43dB表示20W，33dB表示2W。

例1：输入两路43dBm(20W)信号进行测试，产生-100dBm的PIM信号。

这个PIM信号可以表示成-143dBc ((-100 dBm – 43 dB = -143 dBc)例2：输入两路33dBm(2W)信号进行测试，产生-110dBm的PIM信号。

这个PIM信号可以表示成-143dBc ((-110 dBm – 33 dB = -143 dBc)在给出PIM性能的时候，一定要说明载频功率。

在上面的例子中，虽然两个PIM信号的dBc数值相同，但是表示的PIM性能是不同的，因为输入的载频功率不同。

4.0PIM测试指导4.1 RF安全PIM测试仪可以在700-2700MHz的范围内产生40W的射频功率，使用者必须要采取适当的防护措施，以确保将自身受到电磁辐射降至最低。

必须保证测试仪在功率开启之前，在出口端接一个高功率的PIM负载，或是带负载的传输线，或是能将功率辐射到自由空间的传输器件。

必须保证非测试状态下，测试仪的功率是关闭的。

必须保证测试仪与被测件断开连接的时候，其功率是关闭的。

接触有高功率RF信号的连接处，有可能导致手指烧伤，或是眼睛的永久性损伤。

在进行天线PIM测试时，确保人员不在天线的正面和侧面的区域里。

4.2 RF连接器的维护PIM测试所使用的所有RF连接器，包含测试转接器，测试线缆组件，测试负载以及测试仪上的所有RF连接器，必须确保清洁和连接可靠的，以保证被测件PIM测试结果精确可靠。

要定期清洁RF连接器，以确保连接时的一致性。

要确保连接器到位后，再拧紧螺母。

先用手做初步的锁紧，然后用力矩扳手来达到需要的力矩。

在测试之前要拿掉所有测试转接器和电缆组件上的O形圈，这将会减少低PIM紧密连接时所需的力矩，并延长连接器的使用寿命。

（请不要取掉站上跳线上的O形圈。

）所有的连接都需要力矩扳手，7/16的接头需要20~25N.m的力矩。

请注意在旋紧接头时，不要旋转连接器主体（应该用第二个扳手来固定连接器主体）。

连接器非工作状态下，要保证接口处都有保护帽。

RF连接器的使用次数是有限的，典型值为500次插拔，由于PIM测试非常敏感，使用次数可能无法达到，所以要备有多余的连接器、转接器以及线缆组件。

4.3 外部PIM信号源有些时候，由于站上外部PIM信号源，可能会导致PIM测试失败。

这种情况多发生在有美化需求的屋顶站，或者是共用站上。

美化屋顶站上，天线往往安装在建筑物的边缘；而共用站上，其他公司的室外设备有可能在天线的辐射近场范围内。

这种情况下，会有无法避免的金属物在天线辐射近场范围内，从而产生较高的PIM信号。

4.4 测试精确性天线PIM测试精确性受到很多因素的影响，有测试系统内部的，也有来自测试系统外部的。

可能会对天线产品PIM测试结果产生影响的因素包括，但不限于以下内容：a)被测天线含有磁滞性材料，或是有磁滞性材料在被测天线的辐射近场内；b)被测天线的连接中，有松动、损坏或是被腐蚀的现象；。

c)外部射频信号源；d)有故障或低性能的同轴电缆；e)脏的或是损毁的接口连接；f)接口不匹配；g)RF接口没有很好的屏蔽h)测试系统中的没有滤掉的PIM信号4.5 测试系统搭建以及PIM测试基准的现场核查在进行天线和其它器件的PIM测试之前，需要进行PIM测试系统的搭建以及测试基准（背景噪声）的核查。

要检验测试系统本身的PIM性能，需要使用一个低PIM负载。

测试基准核查时，注意检查线缆和接口连接对线缆弯曲、接口机械压力以及配置是否敏感。

连接PIM测试仪和低PIM负载，以及测试电缆组件。

线缆在满足最小弯曲半径的情况下，PIM 值是稳定的。

如果PIM基准测试好于被测件PIM要求的15%以上，就说明这个测试系统是有效的。

5.0验收标准天馈系统三阶互调验收标准示例：850 MHz / 1900 MHz新建站标准-130 dBc (-87 dBm) / -134 dBc (-91 dBm)老站评估标准-120 dBc (-77 dBm) / -124 dBc (-81 dBm)注：这是A T&T/USA经过大量的试验和试用后确定的规范，是可以接受的最低的要求。

验收测试时，需使用20W (+43 dBm)的测试功率。

从性能角度来说，当然是希望所有站（新站和老站）都能达到新站的水平。

不过，由于器件的老化，老站很难达到新站的PIM水平。

所以两个验收标准之间的电平差，是综合考虑了性能要求和器件老化的影响。

天馈系统测试要使用与其工作频段像吻合的PIM测试仪。

例如，工作频率为850MHz和1900MHz 的天馈系统，测试要使用850MHz和1900MHz的PIM测试仪。

对于国内运营商使用的900MHz，1800MHz，2100MHz等频段，建议的天馈三阶互调验收标准如下900 MHz / 1800 MHz /2100MHz新建站标准-133 dBc (-90 dBm)老站评估标准-123 dBc (-80dBm)6.0器件测试现场型PIM测试仪不应该作为器件供应商的PIM的判定。

在标准的测试环境下，用灵敏度更高台式互调仪才可以进行验证。

不过，便携式互调仪可以用来排查站上不满足5.0中验收标准的无源器件。

正确的测试方法和测试环境，是器件测试有效性的必要保障。

下面的描述不能涵盖所有的器件测试，只是收录了最常见的几种器件测试。

对其他器件的测试，可参考这些信息，并请结合PIM测试的实际经验，给出相应的测试方法6.1 天线产品PIM测试在进行天线PIM测试时，RF功率会通过天线辐射到自由空间，所以必须确保靠近天线的人所遭受的电磁辐射，不能超过人体能够承受的最大值，并且测试环境中不能存在影响PIM测试结果的因素。

应遵循以下原则：⏹不能在室内测试，除非配备了能吸收高功率RF能量的无回波暗室。

⏹将天线放置在没有金属物的支撑上，离地面至少0.5m，天线面朝天空。

天线可以在垂直方向上最大抬起到30度，以确保天线的主瓣辐射到自由空间。

⏹电调天线需要在一定的下倾角度下进行测试，并充分考虑主瓣会偏向哪个方向。

以保证天线的主瓣不会指向PIM干扰物，或是指向测试人员。

⏹测试仪应位于天线底部，而不是在天线侧面，并保证距离天线的最小距离在2M以上。

一般板状天线的最小辐射方向为垂直轴向。

⏹天线的周围应没有金属物，尤其是在天线的半功率角（方位角和俯仰角平面内）的范围内。

⏹要确保测试人员身上没有能够影响测试的金属物，比如工具套装、手机、口袋里的硬币等任何能造成金属和金属接触的东西，都必须从测试现场清除。

（即使是不在通话状态下的手机，也会影响到PIM测试。

所以必须关闭手机，或是离开测试现场。

）注：全向天线的PIM测试，必须将全向天线安装在塔上，以防止主瓣内有金属物，或是高功率的RF信号对人员造成辐射损伤。

⏹要确保PIM测试仪的频段与被测天线端口的工作频段相一致。

测试仪的Tx信号和IM信号必须落在被测天线端口的工作频段内。

⏹天线放置在支撑物上，先在天线水平放置的状态下，测试并记录PIM值P1；然后让天线在水平方向左右各倾斜20度，记录PIM测试结果P2和P3。

如果P1、P2、P3的数值差在±3dB之内，说明这个测试环境是满足测试要求的。

6.2 多端口器件的PIM测试多端口器件通常会对频率有一定的选择性，。