在前一段幫一同事完成總部公司的漏纜監測項目時,發生了一件有趣的事情。當整個模塊的功能要求和常規RF指標要求滿足時,歐洲總部又提出一項指標:無源互調要優于-110dbm。
傻了。完全沒概念啊,這個名詞是我碩士二年級之前接觸過,而且僅僅是印象啊!查吧,首先是兩段文字,當然這些都是選自百度百科里的。
“在無線通信系統中,隨著固定帶寬內需要通過的語音和數據信息日益增加,無源互調成為了限制系統容量的一個重要因素。如同在有源器件中一樣,兩個或更多的頻率在非線性器件中混合在一起便產生了雜散信號——無源互調。當雜散互調信號落在基站的接收頻帶內,接收機的靈敏度就會降低,從而導致通話質量或系統載波干擾比(C/I)的降低,和通信系統的容量減少。
正向互調測量示意圖
反向互調測量示意圖
無源互調由許多因素引發,其中包括:機械接觸不良、射頻通道中包含的磁性導體和射頻傳導面的污染等等。雖然精確預計器件的無源互調電平比較困難,但是我們可以用測量的數據來表征器件。因為無源互調的性能會隨著結構上的微小改變而變化,因此制造商應該對應用在基站中的射頻器件進行100%的檢查,以確保器件的無源互調始終維持在合格范圍。”——百度“無源互調”
“無源互調(Passive Inter Modulation,PIM)效應是HPM(High Power Microwave,高功率微波)效應的一種,在HPM條件下,HPM通過不同的耦合途徑進入電子系統,由于其大功率特性,使傳統的無源線性器件產生較強的非線性效應,部件和系統的非線性特性也會變得更加明顯,導致更為嚴重的PIM問題,進而影響整個系統的性能。這使得對PIM效應的分析研究顯得尤為重要。
無源器件的反向互調測量
PIM的測量是PIM問題中一個重要的研究方向,一方面測量所得的數據可以用來進行高階PIM的預測;另一方面,為研究無源部件的PIM機理提供實驗數據。
測量系統的特點:從原理上來看,PIM的測量方法與有源部件的互調測量方法類似,但是由于PIM自身的特殊性,其測量系統的結構更復雜,要求也更高。一般地,PIM測量系統應具有以下特點:
(1)大功率信號源:PIM的測量是大功率測量問題,一般需要以高于工作功率電平2~4倍的功率進行測量,微波功率高達上百瓦甚至幾千瓦。
(2)高靈敏度接收機由于PIM的功率電平一般都非常低,對測量系統的靈敏度要求很高。
(3)低PIM組件:PIM測試系統的組成部件本身必須是高性能、低PIM的。專用的合成器、定向耦合器、濾波器等產生的PIM電平必須控制在被測件PIM電平的-6dB以下,連匹配負載都要采用不產生PIM的特殊負載,以保證整個測試系統能夠正常工作。
(4)PIMP(Passive Inter Modulation Product,無源互調產物)與環境溫度有關,并隨著時間發生變化,因此需要進行長時間的溫度循環試驗。
(5)此外,PIM測量系統與頻率和帶寬的相關性很強,測量系統難以通用,一般需要根據測試目的進行專門的制作。同時,不僅要測量無源部件的PIM產物,還要能夠對天線和整星進行測量。因此,如何設計一個低PIM的測量系統是進行PIM測量首先必須解決的問題。”——百度“PIM”
很長,但是很明確。其產生原因和解決辦法。并且可以看出來,和有源器件的三五階交互調一樣,都會存在類似
這樣的東西,當然詳細的可以去查一下三階產生的原因。三階產生的數學表達式,描述了f’和f‘’兩個頻點是出現三階的地方,也是需要測試的地方。老工程師給我的測試建議和方法和測試功放一樣,必然不精確,目前也沒什么很好的方法。
留下目前的幾點經驗:
1.PCB級要在RF板的微帶線兩邊引入接地,最好不要單純的只是一根線而不去選擇頂層地,測試結果表現頂層地會改善一些PIM。
2.安裝時底層接地良好,SMA要焊正且牢固固定。
3.板內,微帶線如需要電容,盡量用Q值小的,其選頻效果要稍好一些,可想不通同事和我說,村田的LLL系列寬帶電容在使用上不太滿意。
4.溫度和測試環境對PIM的測試影響大,PIM的跳躍非常厲害,所以目前只能取最差點作為記錄點。
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原文標題:關于無源互調PIM的幾點小結
文章出處:【微信號:rfsister,微信公眾號:RFsister創客射頻空間】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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