无源交调的产生与预防.ppt

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1、无源交调的产生与预防随着移动通信的飞速发展，通讯系统的发射功率和接收灵敏度都有进一步的提高。并且，在同一传输信道内有可能存在很多不同频率的信号。在高功率条件下，一些原本认为具有线性特性的无源元件，例如：滤波器、双工器、接头、天线和传输电缆等，都表现出了非线性特性。因此，就有可能使不同频率的信号之间产生调制。这就是无源交调(Passiveintermodulation／PIM)。产生无源交调的结果是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。序言1、无源交调产生的原因在环球移动通信（GSM）

2、、数据通信系统(DCS)1800、个人通信服务系统(PCS)1900和传呼台等蜂窝基站上，由于传输功率较大，且双工器、射频同轴连接器和天线都是用在发射通道。因为系统是双工的，即多载波发射通道同时也是接收通道，所以对PIM的要求非常严格。通讯系统对无源交调的典型需求信号在线性系统的传输，特性是成比例线性变化的（如图一），而在非线性系统的传输特性是按指数规律变化的（如图二）。从图二可明显地看出，正半周的幅度大于负半周的幅度，该波形的特性与原有信号相比已发生了质的变化，它是由原来的基波和相应的谐波叠加而成，这

3、些谐波将同传输线上的其它载波进行互调。这一交调的结果就产生了一些额外的频率，即交调生成物，如图三中的2F1一F2、2F2一F1、3Fl一F2、3F2一Fl等。当这些交调生成物在传输线中足够大时，就会象载波一样的传输线中传输而占用有效的信号通道。描述腔体产生无源交调的电路模型假定，这里的非线性与腔体色散无关。其中，Rp是下述V-I特性所描述的非线性电阻。产生PIM的原因谐振腔的双频（Two-tone）特性输入的双频信号：简化电路的分析结果用简单的电路模型评估腔体的PIM模型参数：谐振频率：f0有载和无载Q

4、值：Q0，QL固有的PIM：Px输入功率。PIM与模型参数的关系Decreasesof2dB/dBwithPxIncreaseswithQL/Q0forQL/Q0<<1,thendecreasesIncreasesof3dB/dBwithPin测试腔体将变化的参数无载Q值(腔体体积)有载Q值(输入/输出耦合电平)固有的非线性参数Px:腔体形状；耦合结构；调谐元件；镀银；测试腔体的物理结构(GSMTXband)腔体类型:具有电容加载的同轴腔；腔体外部横截面:方形；调谐元件:深入内导体的螺丝；腔体的几何尺寸

5、和变化量腔体宽度:22.5or45mm(改变Q0)；内导体截面:圆形或方形；输入/输出耦合:容性或感性(tap)；有载Q值:15,25,40(通过改变输入/输出耦合获得)；调谐:使用螺钉或没有调谐；典型的PIM测试系统PIM测量(双频测试)测量装置:Summitekmod.SI900A(transmissionset-up)两个信号频率的选择：信号f1必须靠近TXband的低端(935MHz)为了在RXband(<915MHz)获得较低的3th阶交调产物，信号f2设在956MHz左右。腔体调在(f1+f

6、2)/2测试结果测试结果的解释PIM对QL的依赖看起来类似于模型的估算值；腔体尺寸增加会降低PIM(随着Q0增加)；柱的横截面(方或圆)似乎不影响PIM；电容耦合的PIM性能比直接耦合（tapcoupling）好；调谐螺钉强烈增加PIM(5-15dB)测量镀银后的PIM，似乎镀银后PIM会增加(特别是带调谐螺钉和直接耦合的情况)。PIM与输入功率的关系模型的计算结果第一部分结论为降低腔体固有的PIM:去掉调谐螺钉；在结构中不要有焊锡(避免直接耦合)；镀银层的厚度至少要有趋肤深度的3-5倍(为了避免粘合层

7、的影响，比较典型的粘合层使用镍)；证明了QL和Q0对PIM的影响；内导体的形状(方或圆)似乎不影响PIM一个3th阶模型并不足以匹配PIM和输出功率Po的关系。双工器中产生的PIM谐振腔的等效电路双工器的线性响应非线性分析（谐波平衡法）PIMatRXoutvs.frequencyContributiontoPIMfromTXresonatorsPIMvs.Filterstopology一些典型例子ProblemswithsilverplatingResonatorsdesignDissimilarmet

8、als结论：制作低PIM滤波器的“好规则”宽的谐振器环；较深的谐振器并且不要加载太重；角不要太尖；在不同类型的金属之间不要接触；注意交叉耦合的位置；在腔体中调谐螺钉要短；洁净；注意焊接点；良好的银镀层；确保良好的接触。除非线性因素外，在滤波器和同轴连接器中生成无源交调的还有以下几个方面的原因。（1）金属零件电镀过程中未清洗干净的电镀溶液。（2）镀层导电性不好，镀层厚度不够。（3）表面锈蚀。（4）中心接触件的不同金属材料。（5）信通道内的磁线