无源互调失真测量和分析
关于无源器件测试误差分析及预防措施
关于无源器件产品测试误差分析一、测试误差产生的原因1.仪器原因1)仪器结构、制造方面，每一种仪器具有一定的精确度，因而使观测结果的精确度受到一定限制。
网路分析仪E5062A的性能为120 dB 的动态范围和0.005 dB rms 的迹线噪声，测试精度为0.001，E5071C的性能为123 dB 的动态范围和0.004dB rms 的迹线噪声，测试精度为0.0005。
2)仪器构造本身也有一定误差，由于仪表是由电子元器件自然的衰减期和使用过程中的老化，仪表在长时间使用过后就会产生一定的误差。
2.校准误差：通常的情况下，只有理想的设备才不需要校准，很遗憾的是这种设备不存在现实生活中。
校准的方法有很多种包括响应校准，单端口校准和双端口校准。
在校准过程中使用的校准件有机械校准件，电子校准件以及自定义的校准件。
1)校准技术a)SLOT校准：全称为ShortOpenLoadTransmission即短路开路负载和传述校准b)响应校准主要分为Respons(open), Respons(short), Respons(THru),这些校准简单但是精度差，往往用在对精度要求不高的场合，可以校准网络分析仪固有误差中的反射跟踪响应。
c)矢量校准主要分为1 Port,2Port以及多端口校准，1 Port校准可以消除单端口测试误差中3项模型误差，而双端口校准可以消除12项模型误差。
2)电子校准件电子校准件只需要一次连接就可以进行1端口、2端口甚至4端口的校准，其特点是校准速度快，在校准的过程中可以免除人员操作接线过程，可以将认为校准的误差降低到最低。
电子校准件有一下三个优点：a)速度快，节省时间。
b)减少人为引起的误差。
c)减少连接头的磨损误差。
3.测试附件误差1)测试电缆：a)测试电缆的长度，制作材质，制作工艺，连接头的磨损，这些都是产生误差的原因。
b)选择合适的工作频段范围的测试电缆，由于测试电缆在无痛的频率范围的差损和驻波的不平衡性，也会导致误差的产生。
无源器件互调测量技术
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基站天线无源互调减小方法
无源器件互调测量技术
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无源互调定义及表达方式
无源互调定义
无源互调与有源互调类似，无源互调是无源器件产生的。 当无源器件中存在两个或两个以上的不同频率的射频信 号时，就会产生无源互调。 无源互调： 由射频信号在无源器件中相互调制的干扰信号 互调信号渗入接收通道会提高信道的噪声电平，从而减 小信号覆盖范围和网络容量 注：所有的无源器件，包括天线，电缆和连接器，双工 器，滤波器，定向耦合器，负载和衰减器，避雷器，功 率分配/合成器和铁氧体环行器/隔离器等都会产生互调 失真。
2F1+F2 3F1+2F2 4F1+3F2 F2+F1 2F1
IM3 IM5 IM7
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无源互调定义及表达方式
无源互调表达方式
无源互调有两种表达方式 绝对值表达法 相对值表达法。 绝对值表达法：是指无源 互调值与原点（即0）的 比值，用dBm来表示。 相对值表达法：是指无源 互调值与其中一个载频的 比值，用dBc来表示，这 是因为无源器件的互调失 真与载频功率的大小有关。
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无源互调产生原因
接触非线性现象引起无源互调
部件间连接不当，致使接触不紧密，例如接触面不平整 和扭力不够 连接处的焊接不良，比如焊点虚焊、拖尾、过大、不圆 滑等 电镀时引起的问题，如电镀前未充分清洗部件、电镀槽 受到污染、使用错误的电镀材料和电镀的附着力差等 自然因素将会令基站中使用的无源器件互调变差，如风 力造成的摆动导致接头和连接点松动、温度变化引起的 热胀冷缩、各种不同形式的潮湿引起器件氧化、生锈和 腐蚀、空气中的尘埃污染等
pim无源互调的的测试标准
pim无源互调的的测试标准
无源互调 (PIM) 的测试标准因应用场景和设备类型而异，但通常会考虑以下几个方面：
1. PIM 信号的功率：通常以 d Bm 为单位，表示 PIM 信号的功率大小。
对于不同的应用场景和设备类型，PIM 信号的功率可能会有不同的限制。
2. PIM 信号的频谱：测试 PIM 信号的频谱可以了解其频率范围和带宽，从而确定其对其他信号的影响。
3. PIM 信号的失真：测试 PIM 信号的失真可以了解其对原始信号的影响程度。
4. PIM 信号的稳定性：测试 PIM 信号的稳定性可以了解其在不同条件下的表现，如温度、湿度等。
5. PIM 信号的检测方法：不同的设备和应用场景可能需要不同的 PIM 信号检测方法。
常见的检测方法包括频谱分析、矢量分析、噪声系数分析等。
根据不同的标准和规范，可能会有具体的 PIM 测试要求和限制。
例如，在通信系统中，可能会规定 PIM 信号的功率、失真和检测方法等方面的具体要求；在卫星通信系统中，可能会对 PIM 信号的频谱和稳定性等方面有更严格的要求。
因此，具体的 PIM 测试标准应根据实际应用场景和设备类型来确定。
通信系统中无源互调失真的测量
通信系统中无源互调失真的测量
前言
在现代通信系统中，当多个频率的载波信号通过一些无源器件时，都会产生互调失真。
无源器件如天线、电缆、滤波器等，由于其机械连接的不可靠，使用具有磁滞特性的材料，污损的接触面等原因，不同频率的信号在不材料连接处非线性混频，产生不同幅度的互调产物，而这些互调失真信号又表现为通信频带中的干扰信号，使系统的信噪比下降，严重影响通信系统的容量和质量。
实际上，在我们平时的设计和测量中，一般对有源互调寄予比较多的关注，如由放大器、混频器等产生的互调失真，而有源互调的测量，由于互调失真与载波的相对幅度差较小，故测量易于实现。
随着通信系统的发展和系统质量的提高，无源互调的测量与分析将会日益受到重视。
测量的建立当测量功率合成器的互调失真时，可使用如下图的传统测量方法：。
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。
无源互调PIM
无源互调测量及解决方案1、概述无源器件会产生非线性互调失真吗?答案是肯定的!尽管还没有系统的理论分析，但是在工程中已经发现在一定条件下无源器件存在互调失真，并且会对通信系统（尤其是蜂窝系统）产生严重干扰。
无源互调（PassiveInter-Modulation，PIM）是由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，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从而影响正常的通信。
所有的无源器件都会产生互调失真。
无源互调产生的原因很多，如机械接触的不可靠、虚焊和表面氧化等。
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。
长期以来，无源器件的互调失真测量技术一直被国外公司所掌握，并垄断了测量产品市场。
今天这种局面发生了变化，无源互调测量技术难关已经被中国本土的射频工程师们攻克，而且低成本的商用无源互调测量系统也已诞生。
2、无源互调的表达方式无源互调有绝对值和相对值两种表达方式。
绝对值表达方式是指以dBm为单位的无源互调的绝对值大小；相对值表达方式是指无源互调值与其中一个载频的比值（这是因为无源器件的互调失真与载频功率的大小有关），用dBc来表示。
典型的无源互调指标是在两个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。
3、无源互调测量方法由于无源互调值非常小，因此无源互调的测量非常困难。
到目前为止，无源互调的测量项目和测量方法尚无相应的国际标准，通常都是采用IE C推荐的测量方法。
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正向互调测量示意图2反射互调测量示意图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。
无源互调测试仪检测方法及功能分析_JOINTCOM
无源互调测试仪检测方法及“工兵行动”所需互调仪功能分析目录一. 互调仪整机性能测试 (3)1.残余互调(自身互调)测试 (3)2.标准件测试测试 (3)3.总结 (4)二. 互调仪模块性能测试 (4)1.发射模块测试 (4)2.接收模块测试 (4)3.总结 (5)三. 互调仪一致性测试 (5)四. “工兵行动”所需互调仪功能分析 (5)1. 中国移动需要什么样的互调仪？ (5)2.为什么互调仪的重量要求足够轻？ (5)3.为什么互调仪必须要测量频谱？ (6)4.为什么国际标准EGSM便携互调仪国内不能使用？ (7)一. 互调仪整机性能测试互调仪由发射机和接收机组成，因此可以利用其收发特性对整机性能进行验证。
整机性能测试包括两项，一项是残余互调测试，另外一项是标准件测试。
1. 残余互调(自身互调)测试测试设备包括被测互调分析仪、低互调负载、低互调测试电缆，其连接如图1所示，仪表设置如下：两路载波输出功率为+43dBm ，互调阶数为3阶，选择扫频测试，记录整个频段范围内的互调最差点，这个值就是互调仪残余互调。
建议残余互调≤－125 dBm （－168dBc@2×43dBm ），该值越小越好。
残余互调是互调仪的一项重要指标，他决定了仪表的测量范围和测量精度。
根据互调测试IEC 62037相关国际标准，要求测试系统残余互调至少必被测件互调值低10dB ，也就是说残余互调为－125 dBm@2×43dBm 的互调仪，最低可以测到－115 dBm@2×43dBm 无源互调，低于－115 dBm ，测试结果不准确。
反过来也可以讲，在被测件互调值确定情况下，互调仪残余互调值越低，测量结果越精确。
低互调负载图1 残余互调测试框图2. 标准件测试测试低互调负载图2 标准件测试框图测试设备包括被测互调分析仪、标准件、低互调负载、低互调测试电缆，其连接如图2所示。
标准件是一种在确定的功率(2×43dBm)下产生确定互调值（譬如-80dBm 或-100dBm 等）的设备，其外形与一般连接器相同。
互调失真及测试原理与方法
互调失真及测试原理与方法当音频放大电路放大输入频率为F的音频信号时，如果有下列两个干扰信号同时作用于放大电路输入端：U f1=U f1cos2πF1tU f2=U f2cos2πF2t那么，由于元器件特性的非线性，就会引起这两个信号之间的互相作用，产生出一种与有用信号频率相近的新生干扰信号。
这时，经音频放大电路听到的除了有用信号的声音外，还同时夹杂着哨叫声和杂乱的干扰声。
这种由于干扰之间互相调制作用对有用信号引起的失真称为互调失真(Intermodulation Distortion)或互调干扰。
互调失真的测量技术中使用的激励信号都不止单个简单的正弦信号。
专业音响、广播和消费类音响等领域，用两个正弦波作为激励信号来进行互调失真的测量。
因为任意两个频率分别为F1和F2的正弦信号作用于非线性器件时，就会产生出原有的两个正弦波再加上无数个互调失真项，即无数个组合频率分量，如下式：mF1±nF2其中m、n为任意正整数。
任意特定的互调失真（IMD）项的阶数即m与n的和。
下面列出一些互调失真项的阶数：F1-F2 2阶（偶次）F1+F2 2阶（偶次）2F1-F2 3阶（奇次）F1-2F2 3阶（奇次）2F1+F2 3阶（奇次）3F1-F2 4阶（偶次）3F1+2F2 5阶（奇次）......上面的“奇次”和“偶次”指的是m+n是奇数还是偶数。
互调失真的测量方法实际上是对谐波电压分量的测量，其公式为：f1为高音频，f2为低音频。
SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers）RP120-1983标准和DIN (Deutsches Institut fur Normung e.V.）DIN45403标准是最普通的两种互调失真测量标准。
因为越是复杂的测试信号就越接近于模拟实际的节目源。
而SMPTE和DIN互调失真测试高幅低频音频信号与低幅高频音频信号的频谱关系类似于音乐和声音的频谱分布。
互调失真及测试原理与方法
互调失真及测试原理与方法互调失真是指在传输过程中，信号之间会相互干扰的现象。
这种干扰会导致信号的频谱在接收端发生变化，从而影响到信号的质量和可靠性。
为了准确评估和测试互调失真，我们需要了解互调失真的原理和测试方法。
互调失真的原理：互调失真源于信号源的非线性特性，当信号通过非线性设备时，信号的不同频率成分会相互干扰，产生新的频率成分，从而使得信号的频谱发生变化。
互调失真会导致信号的扭曲、加大噪声和降低信噪比等问题。
互调失真的测试方法包括以下几种：1. 信号源测试法（Two-Tone Test）：这种方法通过给被测设备提供两个不同频率的信号来测试互调失真。
通过观察被测设备的输出信号，可以分析信号的频谱变化，从而评估互调失真的程度。
这种方法简单易行，但只能评估设备在给定频率下的互调失真情况。
2. 分析仪测试法（Spectrum Analyzer Test）：这种方法通过使用频谱分析仪来测试互调失真。
频谱分析仪可以实时监测信号的频谱，并可以测量信号的幅度和相位信息。
通过分析信号的频谱变化，可以准确评估互调失真的程度。
这种方法适用于对多频率互调失真进行精确测量。
3.模拟仿真方法：这种方法通过使用电磁场仿真软件对被测设备的非线性特性进行仿真模拟，可以预测信号在传输过程中的互调失真情况。
通过调整信号的频率、幅度和相位等参数，可以评估不同条件下的互调失真情况。
这种方法适用于对被测设备进行优化设计和性能评估。
4.实际测量方法：这种方法通过使用实验室测试设备对被测设备进行直接测量，可以准确评估互调失真的程度。
常用的测试设备包括功率计、频谱分析仪、信号发生器等。
通过观察设备的输入和输出信号，可以分析信号的频谱变化，从而判断互调失真的情况。
需要注意的是，在进行互调失真测试时，应该选择合适的测试频率、幅度和相位等参数，以确保测试结果的准确性。
同时，还需注意测试的环境和条件，避免外界干扰对测试结果产生影响。
总结起来，互调失真是一种影响信号质量和可靠性的现象。
印刷传输线的无源互调分析与测量
印刷传输线的无源互调分析与测量[摘要]随着无线通信的迅速发展，印刷电路板已广泛应用于天线、馈电器、多工器、中继连接器、互连器和基板等器件中。
但是印刷电路板产生无源互调（PIM）的机理很少被重视。
本文通过研究印刷传输线的无源互调（PIM）问题，提出了一种包含分布式非线性的有限长度传输线的新模型，对其进行了无源互调的分析和测量。
[关键词]传输线无源互调无线通信1. 印刷传输线PIM的模型分析现在分析一种具有弱分布式非线性阻抗的传输线模型（如图a所示），线路用电压为V，内阻为Zs的双音信号发生器激励，终端负载阻抗为ZL，并假设终端是线性的。
图a 非线性传输线模型在具有弱分布式非线性电阻的传输线中，电磁波的传播规律可由电压和电流的电报方程来表示[69]（1-1）（1-2）式中L、C、R（I）和G分别为传输线中单位长度的电感、电容、电阻和电导。
虽然式（1-1）和式（1-2）可采用任意阶的多项式求解，但是这里仅讨论三阶PIM产物的主要特性。
更高阶的非线性往往产生微弱的响应，因此本文不考虑高阶PIM响应。
假设弱非线性电阻R（I）依赖于电流且可用多项式表示：（1-3）式中为线性电阻，为非线性系数。
将式（1-3）代入式（1-2），并与式（1-1）联立求解，得到关于的非线性微分方程（1-4）非线性传输线上PIM产物的稳态解可用微扰法结合傅里叶级数展开求得。
可由下式表示（1-5）式中，和为载波的角频率，为频率处的电流分布。
将式（1-5）代入式（1-4），合并相同频率和的次方项，可得到关于的非齐次微分方程（1-6）式中为复波数。
为了简单起见，将函数看作电流分布。
与式（1-6）一致，在估算时脚标须满足下列条件（1-7）因此，式（1-6）可以对每个k独立求解。
对k=0，式（1-6）变为齐次方程，其解有以下形式（1-8）表示各个谐波上的传输线线性电流波。
当k=1时，式（1-6）变为非齐次方程，其右边仅含有k=0时所得的函数，需要特别关注的是函数，因为它描述了三阶PIM产物的电流分布。
三阶互调
无源互调失真测量和分析无源互调分析仪简介中国电子科技集团公司第二十三研究所陆申奇1无源互调分析仪测量(PIM)方法分析仪的噪声电平和残余互调电平测量不确定度及测量结果的表示2一、无源互调的产生3(PIM)产物。
这种产物是由于异质材料连接的非线性特性而产生的混合信号。
典型情况是，它的奇次阶产物(例如IM3=2×F1-F2)可能恰好落在基站的上行或接收波段内，就会对接收机形成干扰，严重时可能使接收机无法正常工作。
所以抑制互调干扰是很重要的。
42、在射频元件的制造中使用了某种程度的磁滞材料(例如不锈钢等)。
3、在射频路径的接触内表面或接头处有异质污染物，如残留的焊剂或材料加工的颗粒。
在综合的基站内，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一定的无源互调电平。
基站天线塔的安装环境也会产生PIM，例如天线附近有金属物体的直接反射波束传送到天线。
56二、无源互调测量原理78910三、无源互调分析仪介绍1112接线图13原理图14虚拟界面15四、无源互调分析仪测量(PIM)的方法162、带状记录图模式17无源互调分析仪的频谱测量模式能显示落入分析仪测量频带内的IM产物。
例如，落入测量频段内的IM3(三阶互调产物)、IM5和IM7这三个IM产物能同时被显可观察分析它们的相互关系，还可用手动方式分别调谐无源互调分析仪的频率和功率来观察它们相互间的变化关系。
1819202122无源互调分析仪的带状记录图模式能测量显示互调响应随时间变化的情它能显示落入测量频段内的所有互尤其是能用于观察周围环境或机械压力随时间变化时的IM变化。
2324无源互调分析仪的扫频测量模式能测量不同频率对下的互调响应。
在该模式下分析仪进行二次扫频测量。
首先F1频率设置在频带的低端，F2频率设置在频带的高端，然后F2频率从高扫到低进行一次扫频；然后F2频率保持不变，F1频率从低扫到高完成二次扫频。
该测量是最有价值的测试模式，它同只用二个固定频率测量相比较，能发现252627PIM分析仪输出的功Carrier 2若二个载波电平同时都增加1 dB，则理论3 dB ( 2 ×1 + 1 ×1 + 3 ×1 )，但在实际测量中比较罕见这样的增加比率。
a+p天线的无源互调测试标准
a+p天线的无源互调测试标准
无源互调测试通常用于评估天线系统中的非线性失真性能。
在测试a+p 天线系统的无源互调时，一些的标准和方法如下：制定测试计划：在开始测试之前，确定测试的具体目标和参数。
这可能包括频率范围、功率级别、测试载波等方面的要求。
选择测试设备：使用专业的无源互调测试仪器，如无源互调分析仪（Intermodulation Distortion Analyzer）。
设定测试条件：根据测试计划的要求，设置适当的测试条件，包括频率范围、功率水平、温度等。
确保这些条件在测试期间保持稳定。
测试载波设置：使用测试载波，通常是两个或多个不同的载波频率，模拟实际运行条件。
测量互调失真：在设定的测试条件下，测量天线系统的互调失真。
互调失真通常以dBc（相对于载波的分贝）为单位进行表示。
数据记录和分析：记录测得的互调失真数据，并进行分析。
这可能包括标识主要互调产品、确定互调失真的阶数等。
符合标准：遵循适用的行业标准或规范，例如ITU（国际电信联盟）的相关规定，以确保测试的准确性和可比性。
报告生成：生成测试报告，包括测试条件、测量结果、互调失真水平等信息。
报告应该能够清晰地传达测试的有效性和系统性能。
在进行a+p 天线系统的无源互调测试时，确保测试过程和结果符合相应的行业标准，以便进行有效的性能评估和比较。
无源互调的产生、预防、测试
技术 / 工程
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 在射频路径上有品质差的连接器 在射频路径上接头连接松动，接触压力过大 器件的制造上使用了具有磁滞特性的材料 接头的镀层厚度太薄，电镀材料不合适 接头有虚焊 射频电缆过度弯曲 天线装配工艺不合格，内部连接不牢靠。 震动 腐蚀和氧化
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
降低无源互调的指导原则（3）
反射式测量校准
测量不确定度
测量不确定度用以下公式计算: RSS
A
2
Pm Pg D P r
2
2
2
2
A = 衰减器的不确定度
Pm= 功率计的不确定度
Pg = 信号源 3 的不确定度
D = 仪器的自身互调与被测器件的互调值 之间的间隔 )
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。 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。
无源互调的测试
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载无源互调的测试地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容射频电缆的无源互调测试一、无源互调介绍在无线通信系统中，日益增加的语音和数据信息必须在一个固定带宽中传输，无源互调失真已经成为限制系统容量的重要因素。
就好像在有源器件中，当两个频率以上的信号以一个非线性形式混合在一起时，就会产生一些伪信号，这就是无源互调信号。
当这些伪互调信号落在基站的接收（上行）频段内时，接收机就会发生减敏现象。
这种现象可以降低通话质量，或者降低系统的载干比（C/I），从而减少通信系统的容量。
造成无源互调的原因很多，其中包括机械接触不良，射频通道中的含铁导体，和射频导体表面的污染。
事实上，很难准确预知器件的无源互调值，测量所得的数据只能用来大致描述器件的性能。
由于结构技术方面的微小改变都会导致互调指标的严重变化，所以一些生产厂商通过对产品100%的检验来保证基站中使用的射频器件的无源互调水平都能满足指标要求。
当存在两个或两个以上频率时，基站的大功率传输通道中的每个组件和子系统都会产生互调失真。
本文仅关注其中的一种组件：集成电缆。
针对集成电缆产生的互调失真既是有方向性的，又是依赖于频率的理解，对于集成电缆的指标及其在通信基站中的使用是一个非常重要的因素。
二、电缆互调测试的实现一条集成电缆（或者是任何两端口射频器件）都有两种无源互调响应：反射互调和通过互调。
图1为Summitek公司的无源互调分析仪测量这两个互调信号的原理。
在SI-1900A型设备中，通过端口1向集成电缆注入两个大功率信号，电缆的另一端与端口2连接。
端口2作为这两个大功率信号的负载，并且其无源反射互调很小，可忽略。
浅谈WCDMA发射频段无源互调失真的测量由二个频率产生的三阶互调
浅谈WCDMA发射频段无源互调失真的测量由二个频率产生的三阶互调失真是现代通信系统中普遍存在的问题。
当系统中二个（或更多）的载频信号通过一个无源器件，如天线、电缆、滤波器和双工器时，由于其机械接触的不可靠，虚焊和表面氧化等原因，在不同材料的连接处会产生非线性因素，这就像混频二极管。
二个载频信号（F1和F2）及其二次谐波（2F1和2F2）所进一步产生的最大互调产物就是三阶互调失真（2F1-F2和2F2-F1）。
三阶互调产物（IM3）的典型指标是当二个+43dBm的载频信号同时加到被测器件（DUT）时，其产生的IM3值不大于-110dBm，也就是-153dBc。
三阶互调失真会降低通信系统的性能。
发射信号中过大的三阶互调产物会干扰其它的接收机，最终造成接收机无法正常工作。
通常，设计者较为关心有源器件的互调测试。
但是随着通信系统的发展和系统质量的提高，对无源互调的测量也越来越重视了。
WCDMA系统的无源互调在GSM900/1800和800MHzCDMA通信系统中，由发射频段产生的三阶互调产物会落入到它们各自的接收频段。
而WCDMA频段则不同，其发射频段（2110MHz～2170MHz）产生的三阶互调产物不会落入到其自身的接收频段（1920MHz～1980MHz），而会落到发射频段。
通过以下数学计算可以来验证这个现象。
三阶互调产物FIM3=2F1-F2，其中F1=[2110、2170]，F2=[2110、2170]。
要证明FIM3≠[1920、1980]，只要求出FIM3的取值范围，再看这个集合与[1920、1980]是否有交集即可。
要求FIM3的取值范围，关键要求出其最小值FIM3(min)和最大值FIM3(max)：FIM3(min)=2F1min-F2max=2×2110-2170=2050；FIM3(max)=2F1max-F2min=2×2170-2110=2230。
可见，FIM3=[2050、2230]与[1920、1980]无相交部分，也就是说FIM3≠[1920、1980]。
无源互调失真的数字化测量
电子诙；Ｉ量与仪器学报 到待测设备中产生互调失真信号，对该信号进行 采样，然后送入到ＦＰＧＡ处理模块，该模块解决 了对输入采样信号的功率谱估计，噪声抑制以及 对待测频点处由栅栏现蒙引入偏差的校正，实现 了无源互调数字化测量核心算法，该算法在下一 节中将重点分析。ＦＰＧＡ与ＰＣ终端的通信通过ＵＳＢ 端口实现，同时Ａ／Ｄ采样：卷片使用１６位ＡＤ转换 芯片ＡＤ９４６１，以提高测量信号的幅度动态范围。
其中Ｒ是输出信号，口ｌ，ａ２，…，口。为依赖于 非线性器件特性的系数。将（１）式代入（２）式并整 理，可得到Ｒ的频谱。互调产物在下式所描述的 频率处产生 图１无源互调传统测量方法 １３）
厶＝ｍｒ，＋砺
式中，ｍ和ｎ均为整数，其取值可以是零、 正整数或负整数，其中Ｉｎｌｌ＋ＩｎＩ就是无源互调信 号的阶数。 由（３）式可见，无源器件非线性产生的寄生信 号频率是原来信号频率的线性组合。在无线通信 系统中，较低阶的奇次互调产物（例如Ｚｍ＝２ｆｌ－ｈ 的三阶互调产物或五。＝３／１．２ｈ的五阶互凋产物） 通常影响最大，因为它们在基站接收带或上行线 路中出现概率最大，在接收机中容易产生射频干 扰，为了避免这个问题，尽管已经对频率分配进 行了特别设计，但是有时两个或更多基站发射频 率的搭配在单一位置上无源互调干扰的风险仍然 是严重的。两个以上的信号在非线性器件上相互 作用时，互调产物数目很快增加。在多频环境下， 互调产物的数目随传输信道数目和互调产物阶数 的增加而急剧增加１１】。
Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ
ａｎｄ Ｄｉ．ｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００８４，Ｃｈｉｎａ）
谈谈互调失真及其测试原理
谈谈互调失真及其测试原理江苏省电子产品监督检验所许福平当接收机接收频率为F的有用信号时，如果有下列两个干扰信号同时作用于接收机输入端：U f1=U f1cos2πF1tU f2=U f2cos2πF2t并能有效地加到接收机的谐振放大器上，那么，由于器件特性的非线性，就会引起这两个信号之间的互相作用，产生出一种与有用信号频率相近的新生干扰信号。
这时，接收机除了听到有用信号的声音外，还同时夹杂着哨叫声和杂乱的干扰声。
这种由于干扰之间互相调制作用对有用信号引起的失真称为互调失真(Intermodulation Distortion)或互调干扰。
所有互调失真的测量技术中使用的激励信号都不止单个简单的正弦信号。
在专业音响、广播和消费类音响等领域，用两个正弦波作为激励信号来进行互调失真的测量。
我们知道，任意两个频率分别为F1和F2的正弦信号作用于非线性器件时，会产生出原有的两个正弦波再加上无数个互调失真项，即无数个组合频率分量，如下式：mF1±nF2其中m、n为任意正整数。
任意特定的互调失真（IMD）项的阶数即m与n的和。
下面列出一些互调失真项的阶数：F1-F22阶（偶次）F1+F22阶（偶次）2F1-F23阶（奇次）F1-2F23阶（奇次）2F1+F23阶（奇次）3F1-F24阶（偶次）3F1+2F25阶（奇次）等。
这里“奇次”和“偶次”指的是m+n是奇数还是偶数。
互调失真的测量方法实际上是对谐波电压分量的测量，GB2846-1988《调幅广播收音机测量方法》中音频互调失真的测量就是采用这种办法（详见该标准P43页），其公式为：其中f 1为高音频，f 2为低音频。
SMPTE/DIN 互调失真在专业、广播及消费类音响领域，SMPTE （Society of Motion Picture and TelevisionEngineers ）和DIN （Deutsches Institut fur Normung e.V.）方法是最普通的互调失真测量标准。
浅谈WCDMA发射频段无源互调失真的测量
浅谈WCDMA发射频段无源互调失真的测量
朱辉
【期刊名称】《通信世界》
【年(卷),期】2005(000)024
【摘要】@@ 由两个频率产生的三阶互调失真是现代通信系统中普遍存在的问题.当系统中两个(或更多)的载频信号通过一个无源器阿件,如天线、电缆、滤波器和双工器时,由于其机械接触的不可靠、虚焊和表面氧化等原因,在不同材料的连接处会产生非线性因素,这就像混频二极管.两个载频信号(F1和F2)及其二次谐波(2F1和2F2)所进一步产生的最大互调产物就是三阶互调失真(2F1-F2和2F2-F1).三阶互调产物(IM3)的典型指标是当两个+43dBm的载频信号同时加到被测器件(DUT)时,其产生的IM3值不大于-110dBm,也就是-153dBc.
【总页数】1页(P35)
【作者】朱辉
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.通信系统中无源互调失真的测量 [J], 凤卫锋
2.使用频谱分析仪测量WCDMA基站发射机传导杂散的技术要点 [J], 张睿;高攸纲;张媛媛;周峰
3.基于衰减量调节的VHF/UHF频段发射机互调发射抑制比测量方法 [J], 何洪涛;耿利飞;范秋虎;李玉旗
4.一种用于完成特殊频段杂散发射测量的装置 [J], 马进; 张大伟; 杨承禹
5.无源互调失真的数字化测量 [J], 杜邓宝;阳辉;宋健
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一、无源互调的产生
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无源互调(PIM)的概念
当两个或两个以上频率的射频信号功率 同时出现在无源射频器件中，就会产生 无源互调(PIM)产物。这种产物是由于异 质材料连接的非线性特性而产生的混合 信号。典型情况是，它的奇次阶产物(例 如 IM3=2F1-F2)可能恰好落在基站的 上行或接收波段内，就会对接收机形成 干扰，严重时可能使接收机无法正常工 作。所以抑制互调干扰是很重要的。
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1、无源互调产生的原因
射频器件产生无源互调(PIM)的主要原因有： 1、在射频路径上有劣质的机械接头、接点或 安装松动等。 2、在射频元件的制造中使用了某种程度的磁 滞材料(例如不锈钢等)。 3、在射频路径的接触内表面或接头处有异质 污染物，如残留的焊剂或材料加工的颗粒。 在综合的基站内，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一定的无 源互调电平。基站天线塔的安装环境也会产生 PIM，例如天线附近有金属物体的直接反射波 束传送到天线。
1、频谱模式
无源互调分析仪的频谱测量模式能显示 落入分析仪测量频带内的IM产物。 例如，落入测量频段内的IM3(三阶互调 产物)、IM5和IM7这三个IM产物能同时被 显示并读得测量值。 可观察分析它们的相互关系，还可用手 动方式分别调谐无源互调分析仪的频率和 功率来观察它们相互间的变化关系。
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无源互调失真测量和分析
——无源互调分析仪简介
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陆申奇
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内容提要
无源互调的产生 无源互调测量原理 无源互调分析仪介绍 无源互调分析仪测量(PIM)方法 分析仪的噪声电平和残余互调电平 测量不确定度及测量结果的表示 测量示例介绍 测试连接方法
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相关公式和定义
公式： A dB = 10log P0 / Pi 定义： 1 mW = 0 dBm log 2 = 0.3
2 mW = 3 dBm 4 mW = 6 dBm 10 mW = 10 dBm 100 mW = 20 dBm 1 W = 30 dBm 10 W = 40 dBm 20 W = 43 dBm 40 W = 46 dBm 100 W = 50 dBm
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噪声电平测量曲线
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3、测量平均功能的选择
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。
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例：由两个+43 ( dBm )的信号功率测试时， 实测IM值为– 110 ( dBm )，则无源互调 ( PIM )的测量结果可表示为： f1 =936(MHz)，f2=958(MHz)，fIM3 =914(MHz) P(f1) = P(f2) = 20W ( +43dBm ) IM3 = – 153 ( dBc ) PIM值 ( dBc ) = 实测IM值 (dBm ) – 载波电平( dBm )
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为了提高IM电平的测量精度，接收机 的残余互调电平至少要求比测量的最小 无源互调（PIM）电平低10 dB以上。
根据实际测量的互调电平与系统的残 余互调电平之差值，可从图表查得最大 的测量不确定度分量，它是主要的测量 不确定度来源之一。
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四、无源互调分析仪 测量(PIM)的方法
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无源互调分析仪在工程测量模式 下的三种测量模式
1、频谱模式 2、带状记录图模式
3、扫频模式
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因 IM高，只能测正向传输 互调。
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高互调电平正向传输PIM测试方法
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高互调电平反射PIM测试方法
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定向耦合器的选取
定向耦合器本身的互调电平要低； 耦合系数取10~30 (dB)之间； 耦合系数太高，大于30 (dB)时则被测IM 电平低于-140 (dBm)的噪声电平； 耦合系数太低，小于10 (dB)时则测量误 差变大。
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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
公式中不包括失配误差
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4、测量结果表示
互调电平用相对功率表示，单位为 （dBc）。 测量结果必须给出测量用的载波功率电 平。 载波功率电平不同时，规定以最大的入 射功率电平为准，单位为（dBc）。
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2、无源互调传输和反射方向
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二、无源互调测量原理
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无源互调的计算公式
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三、无源互调分析仪介绍
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接线图
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原理图
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无源互调分析仪的两种显示 测量工作方式
工程测量模式 生产测量模式
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虚拟界面
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六、测量不确定度及 测量结果的表示
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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。
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七、测量示例介绍
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电缆组件PIM测试方法
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双工器PIM测试方法
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八、测试连接方法
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谢谢各位专家
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隔离器PIM测试方法
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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) 。
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发射滤波器PIM测试方法
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天线PIM测试方法
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分析仪Option K 天线PIM测试方法
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五、分析仪的噪声电平和 残余互调电平
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1、分析仪的噪声电平
噪声电平是在PORT 1和PORT 2接50Ω 负载和射频源信号关闭时，互调分析 仪测量出的噪声信号电平平均值。
该噪声电平是接收机的高增益放大器 耦合噪声，包括本地振荡器相位噪声、 ( kTBF )接收机前置放大器的随机噪声 门限和发射机噪声等合成产生。
测试装置缺省设置
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产生三阶互调的频率
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改变Carrier 2的频率
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落入通带内的高阶互调产物
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2、带状记录图模式
无源互调分析仪的带状记录图模式 能测量显示互调响应随时间变化的情 况。
它能显示落入测量频段内的所有互 调产物。 尤其是能用于观察周围环境或机械 压力随时间变化时的IM变化。
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3、扫频模式
无源互调分析仪的扫频测量模式能测 量不同频率对下的互调响应。 在该模式下分析仪进行二次扫频测量。 首先F1频率设置在频带的低端，F2频率 设置在频带的高端，然后F2频率从高扫 到低进行一次扫频；然后F2频率保持不 变，F1频率从低扫到高完成二次扫频。 该测量是最有价值的测试模式，它同 只用二个固定频率测量相比较，能发现 更多的互调问题。