无源互调(PIM)影响因素及常见问题(一)
射频无源连接器的互调特性与寿命
射频无源连接器的互调特性与寿命1、射频无源器件的无源互调特性射频无源器件的互调失真，即无源互调（PIM）是由于其非线性特性而引起的，连接器也不例外。
产生射频连接器或电缆组件非线性的主要原因是导体的接触不良，而产生接触不良的主要原因有连接器的配接力矩不足，表面镀层不均匀，金属表面氧化，触点表面有杂质和表面腐蚀等。
此外，磁性材料如镍和钢均会产生非线性因素。
要保证射频连接器的低互调性能，在设计中可采用焊接的内导体和一体化的外导体结构，这样可以避免由于风、振动和热胀冷缩效应所产生的接触不良。
连接器的表面涂敷也很重要，内导体可以采用镀金或镀银工艺，外导体可以镀银或三元合金来保证无源互调指标。
在所有射频连接器中，N型和DIN7-16型具有最好的无源互调特性，其指标可以达到-165dBc~-168dBc@2x43dBm。
在所有无源器件中，射频连接器的无源互调测量是最困难的。
这种困难体现在两个方面：（1）—套精密的无源互调测量系统，最终也是靠射频电缆与被测器件连接的。
无源互调的测量是一个串联系统，如系统剩余互调为-168dBc@2x43dBm，其中必然包含了测试电缆自身的无源互调指标。
而用这样一套系统，要测量出同等指标的射频连接器的无源互调，从测量原埋上讲，其最终测量精度是值得商榷的。
（2）射频连接器不能独立参加测试，必须连接到电缆或者夹具进行测试，在此过程中，电缆和测试夹具的自身无源互调指标必须优于被测连接器。
要保证测试夹具的低无源互调指标比电缆更加困难。
2、射频连接器的寿命如果从射频测试和测量角度来评估一个射频转接器或测试电缆组件，应用工程师不仅关心其出厂时的指标，而且更加关心其使用寿命。
射频电缆组件的寿命取决于三个因素：电缆本身的抗弯曲性能；电缆和连接器之间的良好连接及其防折弯性能；连接器的寿命。
对于前两项因素，可以采取工装夹具或者规范操作。
PIM常见问题解答(紫光)
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)5*F1±4*F2 = F IM9Ninth Order (5+4=IM9)一般来说，阶数越小能量越大。
尽管如此，在选频系统中，接收机中的五阶互调产物大于三阶互调产物也是有可能的。
4. 如果定义“良好”的PIM值？一个给定的RF器件所要求达到的无源互调水平对于该器件所在的最终系统的性能来说，是非常重要的。
无源互调（PIM）影响因素及常见问题（一）
无源互调（PIM）影响因素及常见问题（一）无源互调（PIM）影响因素及常见问题（一）随着通信技术的快速发展，特别是5G天线，通信频率的增高，以及语音和数据信号容量的增加，之前对信号产生影响较小的因素也被越来越重视起来，无源互调就是其中之一。
1什么是无源互调（PIM）无源互调（Passive Inter-Modulatio）又称无源交调、互调失真等，是由射频系统中各种无源器件产生的，只要一个射频导体中存在两个或两个以上的RF信号，就会产生互调，产生一个或多个新的频率，这些新产生的频率与工作频率混合在一起就会影响到通信系统。
无源互调值非常小，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（绝对值）的无源互调失真，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。
因此测试非常因难，大多采用IEC 推荐的正向和反射互调产物的测量方法。
2无源互调的来源PIM可以发生在任何两种不同金属的连接点或接口处，例如连接器和电缆组件的连接处，天线和天线馈源的连接处。
接触不良的连接器，内部生锈或氧化的连接器也可能会导致PIM。
PCB材料也可能是PIM的来源，它可能来自于材料本身，也可能来自馈电点。
3无源互调分类（1）正向互调正向互调也被称为传输互调，其定义是当两个载频同时输入到一个双端口(或多端口）器件时，在输出端所产生的互调。
在测试过程中，任何空闲端口必须接低互调负载。
从频段细分，正向互调又可分为落入发射频段和落入接收频段两种,它们的区别取决于f1和f2的之间的差值△，2f1—f2和f1之间的间隔、2f2—f1和f2之间的间隔都等于△，从这个规律可以直观判断互调产物的位置。
同样是正向互调，落入发射频段和接收频段互调的测试方法却大相径庭。
PIM讲解
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)
无源互调产生的本质与来源
互调产生的本质
不连续性：包括机械尺寸的不连续性，不到污 染
影响无源互调的因素
金属接触处通过分离导体的薄氧化层的电子隧道效 应和半导体行为； 在微狭缝之间和跨越金属中空隙的微放电； 与污垢和金属表面的金属粒子有关的非线性； 接触处的大电流密度； 碳纤维的非线性电阻系数； 铁磁材料中的非线性磁滞效应； 使用质量差的连接器； 低劣的安装工艺可能引起的松动连接或接触不良；
移动通信互调失真特点
1，无源互调随着载波功率的增加 而迅速增大 2，无源互调随阶数的增大而迅速 减小 3，现代通信系统中，发射机功率 越来越大，接收机灵敏度越来越高。 无源互调失真的影响越来越严重。 4，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。
无源互调（PIM）
2013-10-28
什么是无源互调
无源互调（PIM）定义 物理定义：无源互调（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。
无源器件范围
无源器件包括天线、射频馈线、连接件、避雷器、 滤波器﹑双工器﹑多工器、定向耦合器、射频终端 负载及衰减器等。
无源互调的定义
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。 其中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。
GSM基站互调干扰介绍(三阶、五阶、七阶)
GSM基站互调干扰
通信系统中的无源互调干扰（PIM）来自于两种无源非线性，即无源接触非线性和无源材料非线性，无源非线性将引起射频信号产生大量的谐波信号，通常我们说的三阶、五阶、七阶互调产物都是由于射频电路无源器件的非线性引起的互调谐波。
PIM受射频电路中的无源器件性能、馈线接头性能、天线性能影响，当无源器件采用材质较差，杂质较多的铝合金，或接头等镀层磨损氧化后，另外器件接头部分工艺粗造等原因都有可能导致器件的非线性性增强，从而引起较大的谐波互调信号。
中国移动互调分量干扰分析（见附件）
中国移动GSM互调模拟图
对于GSM系统来说，由下行信号产生的互调分量中三阶分量并没有落到上行的频段内，但是5阶分量却大量落到上行频段内，至于7阶和9阶分量由于其强度已衰减过大，在考虑对上行信号的干扰时可以忽略不计算，因此对于GSM900系统来说，无源器件的互调分量干扰主要来自于5阶互调干扰，5阶互调干扰也是造成GSM系统上行干扰的一个重要原因。
对于DCS1800系统来说，3阶和5阶分量都不会落到上行频段，7阶、9阶分量会落到上行频段，但由于其强度衰减过大，故DCS1800系统无需考虑无源器件互调干扰的影响。
PIM操作手册
安立公司无源互调分析仪操作手册PIM Master TM MW82119A40W 高功率、电池供电、故障定位、手持式无源互调分析仪安立公司市场部2013 年 7 月一、什么是无源互调(Passive Intermodulation, PIM)？无源互调(PIM)是一种发生在无源器件上的互调失真，比如滤波器，合路器，浪涌保护 器，线缆，连接头，天线等，这些器件通常被认为是线性的，但是他们受到高功率信号激励 时会产生杂散信号，当这些杂散信号落入到基站接收频段内时，就会对基站形成干扰，影响 正常通信的进行。
无源互调(PIM)显示一系列由两个或多个强射频信号在非线性器件(比如松散或腐蚀的连 接头，或附近生锈物)中混频产生的不需要的信号， 无源互调(PIM)现象又称为“环境二极管 效应”或“锈门栓效应”。
下面这组方程可以精确描述两个载波 F1，F2 的无源互调产物频率：IMn+m = nF1 – mF2IMn+m = nF2 – mF1F1 和 F2 是发射载波频率，常数 n 和 m 是正整数。
当提到无源互调产物时， n + m 称为互调阶数。
例如，当 m 等于 2，n 等于 1，则他们的和 (2+1=3)称为 3 阶交调 即 IM3。
载波 F1，F2 和对应的 3 阶、5 阶、7 阶互调产物 调制信号无源互调产物的带宽随着其阶数的增加而增加典型情况是，3阶互调产物是电平幅度最大，且最可能落在接收频段内，从而对接收 信号造成危害的互调产物。
由于无源互调产物的幅度随着阶数的增高而变低，高阶的互调产 物一般情况下不会强到直接导致频率问题，但是他们通常会是导致临近频段噪底电平上升的 原因。
一旦这些上升的噪底电平落入接收频段，他们便进入到基站接收信号范围内（有时候 通过低噪放），会对基站信号接收造成影响。
而且，还要认识到，由调制信号引起的互调信 号比从基波信号引起的互调信号的带宽要宽得多。
因此，互调产物可以有非常宽的频带，占 用好几个通频带。
无源互调产生原因
（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。
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。
卫星通讯天线无源互调原理
卫星通讯天线无源互调原理
卫星通讯天线的无源互调（PIM）原理是指，在射频信号路径中，由于各种无源器件（如天线、电缆或连接器）的非线性特性，导致两个或更多的射频信号相互混合，产生新的杂散信号。
在大功率、多信道系统中，这种互调现象更为显著，可能由铁磁材料、异种金属焊接点、金属氧化物接点、被污染的器件和松散的射频连接器等因素引起。
如果两个基波信号的频率分别为f1和f2，那么PIM干扰信号的频率（F_PIM）可以用以下公式来描述：F_PIM = m * f1 ± n * f2，其中m和n是正整数，m 和n的乘积叫做混频信号的阶数。
虽然通过滤波可以把信号发射路径中由功放产生的干扰信号去掉，但是射频信号路径中由无源器件（如天线、电缆或连接器）引起的PIM干扰信号是无法滤掉的。
信号发射（Tx）通道中的PIM干扰信号会进入信号接收（Rx）通道，这会增加接收通道中的噪声功率从而降低无线通信的质量。
因此，无源互调是限制系统容量的重要因素，制造商需要对应用在基站中的射频器件进行100%的检查，以确保器件的无源互调始终维持在合格范围。
以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议查阅相关文献或咨询卫星通讯专家。
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。
（12）板内微带线如需要电容，尽量用Q值小的，其选频效果要稍好一些。
无源交调干扰(PIMI)的产生与预防
无源交调干扰（PIMI）的产生与预防1.定义当两个信号频率为f1和f2或多个信号频率同时通过同一个无源射频传输系统时，由于传输系统非线性的影响，使基频信号之间产生非线性频率分量。
这种现象称为互调（或交调），把非线性频率分量称为交调产物，这些交调产物如果落在接收频带内，又足够强，则形成对基波信号频率的干扰，称这种干扰为无源交调干扰（PIMI）或称无源交调失真（PIMD）。
交调产物用F式表示：F1m=mf1±nf2f1、f2为输入的载波频率，F1m为交调产物。
m n为包括1在内的正整数；m+n 称为互调产物的阶数，或称次数。
通常所说的三阶是指m+n=32.产生特点：PIM的产生是固有的，不随频率选择而变化；PIM的产生不遵守二次方程定律，精确计算不可能。
3.PIM现象产生的潜在因素：a.铁磁材料（diff）例如：钢铁镍钼等。
.b.腐蚀过的材料会产生相当高的电平c.同轴连接器连接的紧固状态d.微小裂缝、微小碎屑、金属结构种的砂眼e.金属连接处有脏东西、因涂覆形成的“电容现象”金属绝缘物金属连接物的存在，引起非线性。
f.温度、热胀冷缩改变机械加载影响PIMg.同轴电缆屏蔽层（编组物）材料及填充因子会产生一定的电平等，铝和不锈钢编织物或镀镍铜产生相当高的电平。
4.结论无源互调通俗的讲是一种电磁干扰，它是指由无源部件的固有非线性导致的产物，基本的PIM现象是由电流流过非线性部件产生的，例如：滤波器、同轴电缆及连接器、金属连接面、天线馈源及天线等无源部件由于多种原因可能产生固有的非线性。
引起无源部件非线性的微观原理非常复杂，它不仅与材料性质、结构形式由关，还于通道加载及系统装配的工艺质量相关。
无源互调分析及建议
无源互调分析及建议网络优化进行了这么多年，大部分在有源设备测做工作，但忽视无源系统的性能评估，天馈系统的问题逐渐的成为影响网络质量的主要因素之一，下列频谱为典型的无源系统质量引起的干扰。
1、无源互调的概念当两个以上不同频率的信号作用在具有非线性特性的无源器件时，会产生无源互调产物PIM（Passive Inter-Modulation)。
在所有的互调产物中，三阶互调产物的危害性最大，因为其幅度较大、可能落在本系统或其他系统接收频段，无法通过滤波器滤除而对系统造成较大危害。
2、通信系统互调干扰分析1）单系统的互调在单系统通信中由于采用多载频，两个载频F1、F2会产生三阶互调产物:2F1-F2、2F2-F1，有可能落在本系统的接收频段，比如：三阶互调(2F1-F2、2F2-F1)：系统TX（MHz)RX（MHz)PIM3范围（MHz)影响系统(接收）CDMA-25M869~894824~849844~849CDMA-25 GSM-25M935~960890~915910~915GSMDCS1805~18801710~17851730~1785DCS2）多系统(合路）通信中，单系统互调的影响在多系统通信中，由于系统通过合路器合路，一个系统产生的三阶互调不但对自身系统造成影响，也会落在其他系统的接收频段而对系统造成影响：三阶互调(2F1-F2、2F2-F1)：系统TX（MHz)RX（MHz)PIM3范围（MHz)影响系统(接收）CDMA-10M870~880825~835860~890GSMCDMA-25M869~894824~849844~919CDMA-25、GSM GSM-25M935~960890~915910~985GSM移动GSM-24M930~954885~909906~978移动GSM、联通GSMDCS1805~18801710~17851730~1955DCS、PHS、WCDMAPHS1900-1911890~1920WCDMA 二阶互调产物(F1+F2)也会对系统造成影响：系统TX（MHz)RX（MHz)PIM2范围（MHz)影响系统(接收）CDMA-10M870~880825~8351740~1760DCSGSM-25M935~960890~9151870~1920DCS、PHS、WCDMA 3）多系统(合路）通信中，多系统间的互调影响在多系统合路中，不同系统的功率信号也会在合路器中产生三阶互调：F1+F2-F3例1：GSM与WCDMA合路：F1=935MHz （GSM）F2=2110MHz （WCDMA)F3=2135MHz（WCDMA)PIM3=F1+F2-F3=935+2110-2135=910(MHz) 可见三阶互调落在GSM接收频率范围内例2：CDMA与GSM合路F1=875MHz (CDMA)F2=955MHz (GSM)F3=940MHz (GSM)PIM3=F1+F2-F3=875+955-940=890(MHz) 可见三阶互调产物落在GSM接收频率范围内。
pim干扰原理
pim干扰原理
PIM（Passive Intermodulation）干扰原理是指在无源器件（如连接器、电缆、天线等）中存在非线性元件，当多个高功率无线频率信号通过这些元件时，会产生互调产物。
互调产品的频率由输入信号的和差频率确定。
PIM干扰是无线通信系统中的一种重要干扰，对系统的性能和可靠性产生直接影响。
PIM干扰会导致信号的失真和弱化，从而降低系统的传输质量和覆盖距离。
PIM干扰的原理主要包括以下几个方面：
1. 非线性元件：如材料缺陷、材料接触不良、氧化层、微小接触点等都会导致元件出现非线性特性，产生互调产物。
2. 高功率信号：PIM干扰通常发生在高功率信号经过无源器件时。
当多个高功率信号通过非线性元件时，会产生互调产物。
3. 和差频率：互调产品的频率是由输入信号的和差频率确定。
和差频率受到输入信号频率之间的差异以及非线性元件的特性影响。
为了减小PIM干扰，可以采取以下措施：
1. 优化器件设计：选择低PIM的材料和优良的接触等。
2. 优化连接方式：提高连接器和接头的质量，减少松动和氧化等现象。
3. 优化系统设计：避免高功率信号直接经过无源器件，减少非线性元件的数量和种类。
4. 优化维护保养：定期检查和维护无源器件，及时发现和处理问题。
通过采取上述措施，可以有效减小PIM干扰，提高无线通信系统的性能和可靠性。
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）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。
（12）板内微带线如需要电容，尽量用Q值小的，其选频效果要稍好一些。
微波天线的无源互调问题分析
微波天线的无源互调问题分析【摘要】无源互调（PIM）是由无源电路（如基站移动通信系统中的基站天线）的非线性造成的。
当测量一个微波天线的PIM性能时，标准的PIM产生器对评估测量系统的性能是非常有用的。
本文最终目的是使用一个小型阵列天线或单元天线评估大型阵列天线情况下的小测量环境。
因此我们应该讨论在一个小空间中的天线增益对PIM测量的影响。
【关键词】无源互调；微波天线；小型阵列天线；天线增益1.引言在微波通信系统中，与外界传播媒介接口是天线系统。
天线的选取和设计直接关系到整个网络的质量。
无源互调干扰会使大功率无线通信系统的传输过程中产生畸变从而影响正常通信（如GSM基站）。
其中最关键的部件是天线。
当今天线结构变得越来越复杂，受无源互调干扰影响的风险也随之增加。
因此，天线设计者有必要掌握无源互调干扰及其解决办法，从而针对PIM干扰调整各种天线结构的配置。
本文提出了一个安装在印刷偶极天线上的PIM源，它是文献[6]的修正，还提出了外界PIM源[7]的简化模型。
根据PIM特性给出了它们的性能之后，采用所提出的天线和文献[3][4]中的贴片天线讨论了天线增益对PIM测量的影响。
2.装载在印刷偶极天线上的PIM源和外来的PIM源本文使用一个厚度为1.6mm、介电常数为的印刷电路板，这里铜箔的厚度为。
在半刚性电缆中，印刷电路板上与缝隙线相重叠的外导体有一部分被移去的激励天线。
一个长为的开路短线和长度为的短路线连接到激励点，这对天线的带宽起增大作用。
在天线的顶端安装PIM源（二极管1），二极管安放在狭缝之上，且有一个小的空气间隙存在。
使用了一个由轴向肖特基二极管（RB721Q-40）做成的环状PIM源，本文中选其周长为30mm。
当时提出的天线产生最大的PIM，当时产生最小PIM。
因此，PIM电平由二极管角度决定。
除了产生的PIM之外，这并不影响天线的基本特性。
本文也准备了两种外加PIM源，其组成结构如图1所示。
浅谈PCB制程对无源互调的影响因素与管控
ＨｕａｎｇＪｉａｎｇｕｏ ＣｈｅｎＳｈｉｊｉｎ ＺｈａｎｇＣｈａｎｇｍｉｎｇ ＷａｎｇＱｉａｎｇ ＨａｎＺｈｉｗｅｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｎｅｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｔｏ
（博敏 电子股份 有 限公 司，广 东 梅 州 ５１４７６８）
摘 要 在 无 线通信 系统 中， 随着 固定带宽 内需要 通过 的语 音和 数据信 息 Ｅｌ益增加 ， 无 源 互 调 已成 为影 响 系 统 通 信 质 量 的 重要 干 扰 之 一 。 影 响 无 源 互调 的 因素 很 多， 文章 从上 游工序 中的 ＰＣＢ制程 各 关键 管控 点 的方 向来谈谈 ＰＣＢ过程控 制对 ＰＩＭ 的影响，并且对 ＰＩＭ 影响较 大的因素提供相 关的改善方向。
１．２厂 内制作 的控 制 ＰＩＭ 的产 品交 付给 某 客户 后 ，反馈 部 分产 品打 件 后 有信 号调 试不 良，ＰＩＭ 超 出 管 控标 准 的 问题 ，不 良比例 Ｉｊ ５％～１０％，此不 良比例之 高 导致 整批 产 品无 法 正常 使 ｆｆＪ。针 对此 严重 客 诉
题 ，不 良板 退 ｌ【１】Ｊ一内进 行 分析 ，对 良品 复测 川样 存 在 ＰＩＭ 不合 格现 象 ，要求 ＰＩＭ 测试 ＜。ｌ１５ ｄＢｍ， 实 际数 据有 超 管控 要 求 。ＰＩＭ 测 试属 于破 坏 性测 试 ，需要 焊接 后 测试 ， 出货 只能做 抽样 检查 ，部 分 不 良品 未被侦 测到 。 切片分析 各管控 要 求 皆在 控 制范 尉 内，不排 除 各影响 因子 的叠 加 效应导致 ＰＩＭ 不 良， 但 末 发现 明显差 异；或 为 各管拎 项 『ｌ要求较 低 ，标准 有 问题导致 批量 异 常发牛 。关 于 ＰＣＢ上 的布线 、 铜 层 及表 面涂 层 等因 素对 ＰＩＭ 的影 响 ，选 择相 关 的不 同 因子 做实 验 设计 ，客 户指 定 的板材 Ｔａｃｏｎｉｃ中的 ＲＦ３０系列 ，故 聚 氟 乙烯 及其 它填料 的材料 特性 暂未 纳入 分析 因子 ，选用 全板 电镀流 程并 设置不 同的因
无源互调的影响
无源互调研究随着大功率多通道通信系统的不断涌现，一种潜在的干扰源——无源互调(Passive Intermodulafion，PIM)越来越受到人们的关注。
无源互调产物通常在多频通信环境中产生，如船载通信系统、军用通信工作站、共用天线安装场所、蜂窝式移动通信基站和卫星通信系统。
在现代通信系统中，要求大功率发射系统和高灵敏度接收系统同时存在于同一有限空间内，这种情况下无源互调产物已成为接收系统中不可忽视的寄生干扰。
为确保通信系统正常工作，有关无源互调干扰问题的研究应越来越受到重视。
1无源互调的概念三阶交调的概念是指两个不同频率信号，在某一系统内叠加而产生的新频率的信号。
当这种信号落在接收频带内，将影响电信设备的正常接收。
当该系统为无源系统时，称为无源非线性交调。
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。
IM3、IM5一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：一般来说，阶数越小能量越大。
尽管如此，在选频系统中，接收机中的五阶互调产物大于三阶互调产物也是有可能的。
2、互调的产生无源互调主要由无源非线性产生，而无源非线性通常有两种类型：一类是金属接触引起的非线性，另一类是材料本身的固有非线性。
例如,同轴电缆和连接器通常被认为是线性的，但是在大功率情况下，其非线性效应显示出来。
在电缆编织物的接触、连接器的丝扣和其它金属接头中，轻微的非线性的确存在。
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)5*F1±4*F2 = F IM9Ninth Order (5+4=IM9)一般来说，阶数越小能量越大。
尽管如此，在选频系统中，接收机中的五阶互调产物大于三阶互调产物也是有可能的。
4.如果定义“良好”的PIM值？一个给定的RF器件所要求达到的无源互调水平对于该器件所在的最终系统的性能来说，是非常重要的。
无源交调干扰的产生与预防 李明德
无源交调干扰的产生与预防李明德无源交调干扰（PIMI）的产生与预防――射频连接器低PIM设计中国电子科技集团公司第40研究所李明德无源交调干扰（PIMI）的产生与预防――射频连接器低PIM设计中国电子科技集团公司第40研究所李明德摘要本文阐明了无源交调干扰（PIMI）的定义、产生特点及其危害；分析了目前PIMI问题突出的原因、无源交调(PIM)产生的基本原理以及影响PIM产生的因素；提出了如何进行低交调（LIM）设计进行预防，并通过试制测试进行了验证。
关键词 PIMI 基本原理影响因素 LIM设计1 PIMI的定义、产生特点及其危害定义当两个信号频率为f1和f2或多个信号频率同时通过同一个无源射频传输系统时，由于传输系统非线性的影响，使基频信号之间产生非线性频率分量。
这种现象被称为交调（intermodulation―IM），或称互调。
把非线性频率分量称为交调产物（Intermodulation Product―IMP ）。
这些IMP如果落在接收频带内，又足够的强，则形成对基波信号频率的干扰，称这种干扰为无源交调干扰（Passive Intermodulation Interference―PIMI），或无源交调失真（Passive IntermodulationDistortion―PIMD）。
交调产物（IMP）用下式表示f1M?mf1?nf2 ・・・（1）式中： f1、f2为输入基波频率f1M为交调频率或称交调产物m、n为包括1在内的正整数、m+n为IMP的阶数例当m+n=3时，则为三阶交调。
注：无源射频传输系统，即由无源射频电路元件组成的系统。
无源射频电路元件包括：电阻器、电感器、电容器、连接器、滤波器、传输线、天线等。
1.2 PIM产生的特点由于PIM是由于传输系统的非线性而产生，实际的传输系统都或多或少存在着非线性，理想的线性元件是不存在的，因而PIM的产生是固有的，不因选择的频率而变化；PIMP的生成不遵守通常的二次方程定律，因而要精确地计算导致IM的能量电平是不可能的；PIM的产生，与S参数相比，不可能进行模拟或用相关的分析软件进行预报，因而，要想得知产品的IM性能，唯一的方法就是进行测试。
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
无源互调（PIM）是一种发生在无源器件上的互调失真，比如滤波器，合路器，浪涌保护器，线缆，连接头，天线等。
这些器件通常被认为是线性的，但是他们受到高功率信号激励时会产生杂散信号。
基站的无源互调问题
已经成为干扰网络性能的最前沿问题，近年来越来越受到关注，怎样定位与
排查基站的无源互调故障也是令基站维护者困扰倍增。
本文从无源互调的基
本概念入手，解释为什幺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。
一、什幺是无源互调（Passive IntermodulaTIon，PIM）？
无源互调（PIM）是一种发生在无源器件上的互调失真，比如滤波器，合路器，浪涌保护器，线缆，连接头，天线等。
这些器件通常被认为是线性的，但是他们受到高功率信号激励时会产生杂散信号。
无源互调（PIM）显示一系列由两个或多个强射频信号在非线性器件（比如松散或腐蚀的连接头，或附近生锈物）中混频产生的不需要的信号，
无源互调（PIM）现象又称为环境二极管效应或锈门栓效应。
无源互调暗室-PIM暗室-PIM Chamber
用于BTS天线无源互调电平(PIM)精准测量的暗室介绍PIM介绍: 无源互调（Passive Inter-Modulation, PIM）是由天线发射系统中各种无源器件的非线性特性引起的。
在大功率、多信道系统中，由于其大功率特性，使传统的无源线性器件产生较强的非线性效应，这些无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波，这些谐波与工作频率混合会产生一组新的频率，其最终结果就是在空中产生一组无用的频谱（三阶互调产物, 五阶互调产物, 七阶互调产物…）,如果这些互调产物落在发射或接收波段区间，并且这些互调产物的功率超过系统中有用信号的最小幅度, 就会影响正常的通信。
所有无源器件由于非线性特性都会产生互调失真，其产生的原因很多，如机械接触的不可靠、虚焊和表面氧化等。
在GSM900通信系统与3G通信系统中，随着发射功率的增加，由发射频段产生的三阶互调产物会落入到他们各自的接收频段。
通过以下数学计算可以来验证这个现象1- 2G GSM上行/下行 [890,915]/[935,960] fPIM3=[910,985] fPIM5=[885,1010] fPIM7=[860,1035]2- 3G WCDMA / CDMA2000 / TD-SCDMA 上行/下行 [1920,2060]/[2110,2170]fPIM3=[2050,2230] fPIM5=[1990,2290] fPIM7=[1930,2350]从上述计算结果可知，GSM900与3G通信系统中，fPIM3/ fPIM5/ fPIM7均落入到上行的接收频段。
如果在发射频段产生一个-110dBm的无源互调信号，也就是干扰信号，这可能会给系统带来影响，因为这个数值已经大于系统中有用信号的最小幅度。
因此当输入功率较小时，由于器件的非线性程度较弱，可以忽略其非线性而近似为线性器件。
但当输入功率很大时，与接收信号相比，非线性因素所造成的影响比较大，就不能被忽略了。
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无源互调（PIM）影响因素及常见问题（一）
随着通信技术的快速发展，特别是5G天线，通信频率的增高，以及语音和数据信号容量的增加，之前对信号产生影响较小的因素也被越来越重视起来，无源互调就是其中之一。
1什么是无源互调（PIM）
无源互调（Passive Inter-Modulatio）又称无源交调、互调失真等，是由射频系统中各种无源器件产生的，只要一个射频导体中存在两个或两个以上的RF信号，就会产生互调，产生一个或多个新的频率，这些新产生的频率与工作频率混合在一起就会影响到通信系统。
无源互调值非常小，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（绝对值）的无源互调失真，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。
因此测试非常因难，大多采用IEC 推荐的正向和反射互调产物的测量方法。
2无源互调的来源
PIM可以发生在任何两种不同金属的连接点或接口处，例如连接器和电缆组件的连接处，天线和天线馈源的连接处。
接触不良的连接器，内部生锈或氧化的连接器也可能会导致PIM。
PCB材料也可能是PIM的来源，它可能来自于材料本身，也可能来自馈电点。
3无源互调分类
（1）正向互调
正向互调也被称为传输互调，其定义是当两个载频同时输入到一个双端口(或多端口）器件时，在输出端所产生的互调。
在测试过程中，任何空闲端口必须接低互调负载。
从频段细分，正向互调又可分为落入发射频段和落入接收频段两种,它们的区别取决于f1和f2的之间的差值△，2f1—f2和f1之间的间隔、2f2—f1和f2之间的间隔都等于△，从这个规律可以直观判断互调产物的位置。
同样是正向互调，落入发射频段和接收频段互调的测试方法却大相径庭。