射频电缆组件三阶互调性能影响因素分析

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1、信息产业部信息传输线质量监督检验中心射频电缆组件三阶互调性能影响因素分析叶菁蓁，殷海成0.引言在综合的基站内，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无源互调（PIM），例如天线附近有金属物体的直接反射波束传送到天线。随着电子通信及网络的高速发展，邻频信号以及双向信道传输的应用已越来越广泛。由于电缆组件自身的非线性效应所产生的寄生信号会影响到上述两种通信系统的传输，因此电缆组件的三阶互调性能正受到越来越多的关注。1.三阶互调的原理在一个线性时不变系

2、统中，若输入一个具有单一频率的信号，输出的也必定是一个同频信号。但在非线性系统中，信号会产生谐波。这就意味着每输入一个单一频率信号f1（即基频信号），将输出一个含有一系列频率为输入信号f1整数倍的分量（k1f1）。若输入两个或者两个以上频率混合起来的信号时，输出端将产生除了包含输入信号频率f1，f2，f3…fn以外，k1f1+k2f2+k3f3+…knfn的互调产物（其中k为整数）。对于一个给定的互调产物，它的阶数L应等于所有基频之前系数的绝对值之和，即：L=

3、kwww.1

4、+

5、k2

6、+

7、k3

8、+…+

9、kn

10、

11、itl-lab.com考虑到产生的互调阶数越高，信号强度就越弱。所以我们更关心阶数为3的无源互调产信息产业部信息传输线质量监督检验中心物。而对于阶数为3的互调，有NL=å

12、kn

13、=3（其中k为整数）n=1因为频率不可能为负值，因此当L取到3的时候，k只可能是1和2的组合。所以，三阶互调产物的频率也只有以下四种组合形式：2f1±f2，2f2±f1综上可知，三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素的存在，使得一个信号的二次谐波与另一个基频信号产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。比如在移动通信GS

14、M网络的上行（890MHz～915MHz）和下行（935MHz～960MHz）频段中，若给定两个输入信号f1=930MHz，f2=945MHz，此时考察其三阶互调，可以发现，当出现2f1+f2，2f2+f1这两种组合时，它们的幅值要远大于原始输入频率f1和f2，故此两种组合往往不会干扰到系统的通信；当出现2f1-f2，2f2-f1这两种组合，2f1-f2=915MHz，它就落在了基站的上行频段中。而2f2-f1=960MHz，这又落在了基站的下行频段中。这就对通信系统的基带信号f1，f2的传输通信形成了严重

15、干扰。2.射频电缆组件三阶互调性能影响因素的分析2.1电缆组件的设计定型阶段简易的点接触连接器结构容易产生连接松动。为了保证电缆组件三阶互调性能的可靠稳定，设计连接器时应考虑增加内外导体的配接面积，使得其与电缆接触更加牢固与可靠。目前有些单位使用的连接器特意采用了加长型外导体卡环结构以确保组件接头部位在弯曲变形时的三阶www.互调性能。在对此类电缆和i连接器的tl-连接部lab位进行疲劳弯曲试.com验后，三阶互调结果无明显变化。另外，在连接器和电缆的连接部位可用塑胶注塑加以固定。信息产业部信息传输线质量监

16、督检验中心2.2电缆组件的材料选择电缆组件的连接器使用磁导率较小（μ＜1.15）的金属材质对提高电缆组件的三阶互调性能有一定帮助。应避免采用铁镍材质，一般应用黄铜、铝合金材质，当有特殊要求时，表面可镀银或镀三元合金。电缆组件中的电缆部分内外导体均应采用导电性能良好的金属材质，镀银的内外导体对提高三阶互调性能有一定帮助。不过镀银材质容易氧化，需注意其氧化导致的三阶互调性能急剧下降。我们曾对内导体氧化的电缆组件进行了对比测试试验，结果显示内导体氧化的组件三阶互调性能要下降20dBc左右，极端情况下会下降30dB

17、c以上。2.3电缆组件的加工工艺目前国内镀金工艺还不完善，黄铜材料镀金过程中需先镀镍，由于铁镍材质的掺入会影响电缆组件的三阶互调性能，因此连接器的内外导体电镀工艺应采用成熟的镀银和三元合金工艺。另外连接器加工过程中尺寸控制需引起注意。一方面要保证内接触件的插合强度应足够大，另一方面外接触螺纹尺寸要精确，以缩小拧接间隙从而保证连接的可靠性。通过对RF电缆组件进行大量测试，我们发现，连接器加工时尺寸控制非常重要，它与测试仪器的端口或转接器的匹配程度有可能是影响三阶互调测试结果的主要因素之一。对比试验中，我们曾用

18、同批次的电缆分别装配上二家生产商生产的DIN型连接器，外导体螺纹连接相对紧密的那家三阶互调测试结果为160dBc，而另一家只有140dBc。编织型外导体结构的电缆相对于铜管或铝管整体式结构外导体电缆的三阶互调性能的稳定性要差。编织结构的外导体由于非一体式结构，在编织加工过程中应紧凑严密，松紧有度，以避免在弯曲拉伸后发生形变，进而在连接器连接端口处产生畸变造成三阶互调不规则变化。下面表1几组数据是对外导体结构不同的