無源交調(diào)的產(chǎn)生與測試

1、無源交調(diào)產(chǎn)生的原因

在全球移動(dòng)通信和傳呼臺(tái)等蜂窩基站上，由于傳輸功率較大，通常會(huì)在系統(tǒng)中的無源器件中產(chǎn)生交調(diào)信號(hào)，這些雜波信號(hào)會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。在一個(gè)理想的線性傳輸系統(tǒng)內(nèi)，其輸出相對(duì)于輸入是成正比的。但在實(shí)際中微波信號(hào)在無源器件中（如：濾波器、同軸電纜、各類接頭等）的傳輸往往是非線性化的，只是因傳輸?shù)男盘?hào)功率較小時(shí)非線性產(chǎn)生的無源交調(diào)信號(hào)不大而不引起人們的注意。但當(dāng)所傳輸?shù)男盘?hào)大于40dBm時(shí)，這種交調(diào)信號(hào)的影響就尤為明顯。 這一交調(diào)的結(jié)果就產(chǎn)生了一些額外的頻率，即交調(diào)生成物，如圖A中的2F1一F2、2F2一F1、3Fl一2F2、 3F2一2Fl等。

除了器件的非線性因素外，在無源器件中生成無源交調(diào)的還有以下幾個(gè)方面的原因:

（1）金屬零件電鍍過程中未清洗干凈的電鍍?nèi)芤骸?br /> （2）鍍層導(dǎo)電性不好，鍍層厚度不夠。
（3）表面銹蝕。
（4）中心接觸件的不同金屬材料。
（5）信通道內(nèi)的磁線材料。
（6）較低的接觸點(diǎn)正壓力。
（7）表面粗糙度大。
（8）連接器及無源器件內(nèi)的碎屑和灰塵。
（9）螺旋狀的信號(hào)通道。

2、無源交調(diào)的影響
以GSM900、DCS1800、PCS1900為例我們通過下表來分析這些交調(diào)信號(hào)如何影響我們的基站和終端接收機(jī)：

從上表1中我們不難看出基站下行發(fā)射的兩個(gè)大功率下行信號(hào)F1和F2所產(chǎn)生的3階交調(diào)信號(hào)頻率正好落在上行信道接收機(jī)的頻段內(nèi)，就會(huì)對(duì)接收機(jī)造成干擾，導(dǎo)致接收機(jī)的誤碼率上升，降低了接收機(jī)的接收靈敏度，嚴(yán)重影響終端的通話質(zhì)量。而且產(chǎn)生的交調(diào)信號(hào)也是很多的，除了3階還有5階甚至7階。但又以三階交調(diào)信號(hào)的功率最大，5階和7階交調(diào)信號(hào)因離主頻較遠(yuǎn)，其信號(hào)功率也較小，對(duì)接收機(jī)的影響也較小，所以大多數(shù)無源器件都會(huì)必測三階互調(diào)信號(hào)的大小，只有少數(shù)頻段的器件會(huì)測試五階和七階的交調(diào)信號(hào)的大小。

因此在無源器件生產(chǎn)制造過程中必須要對(duì)器件所產(chǎn)生的交調(diào)信號(hào)的大小進(jìn)行嚴(yán)格的測試，這已經(jīng)是濾波器和同軸電纜等制造廠商必測的一個(gè)參數(shù)。

3、無源交調(diào)的測試

因基站和接收機(jī)對(duì)無源交調(diào)信號(hào)的要求比較嚴(yán)格，其對(duì)測試系統(tǒng)的要求也相對(duì)較高，首先要保證測試系統(tǒng)自身所產(chǎn)生的交調(diào)信號(hào)很小，這樣才能滿足測試要求。一般要求測試系統(tǒng)的交調(diào)信號(hào)至少要比被測器件的要求值小10dB。比如要測試一款塔頂放大器產(chǎn)品，其3階交調(diào)信號(hào)要求小于-110dBm，那么測試系統(tǒng)就必須要小于-120 dBm才能滿足測試要求。其次，要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。只有測試系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性高，才能保證測試結(jié)果的可靠性。

如圖B所示是一個(gè)典型的 雙工器上行頻帶內(nèi)無源交調(diào)信號(hào)測試的框圖：



測試臺(tái)各部件的作用:

信號(hào)發(fā)生器： 產(chǎn)生主信道信號(hào)。

功率放大器： 對(duì)信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生主信道信號(hào)進(jìn)行功率放大。

隔離器： 信號(hào)單向傳輸，避免因開路或其他情況造成信號(hào)反射而損壞其他設(shè)備。

合路器： 對(duì)從隔離器出來的兩路大功率信號(hào)合成到一個(gè)端口輸出.

被測產(chǎn)品： 需要測試的產(chǎn)品。

標(biāo)準(zhǔn)濾波器： 將主信道信號(hào)和互調(diào)信號(hào)進(jìn)行分離。

大功率負(fù)載： 將大功率的主信道信號(hào)消耗掉。

頻譜儀： 對(duì)交調(diào)信號(hào)的頻譜和功率進(jìn)行分析。

在這個(gè)測試系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)濾波器是最主要的部件，其自身的交調(diào)信號(hào)的大小會(huì)影響整個(gè)測試系統(tǒng)的性能，必須加強(qiáng)維護(hù)和檢查其穩(wěn)定性。對(duì)功放的輸出功率也是在連接合路器和被測器件的射頻電纜的輸出端口進(jìn)行校準(zhǔn)，其功率一般應(yīng)達(dá)到43dBm~ 47dBm，如果功率太小，則被測器件的交調(diào)信號(hào)也會(huì)很小，無法反映器件在實(shí)際使用過程中的真實(shí)情況。

在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和工業(yè)控制很發(fā)達(dá)的情況下，已經(jīng)有國外的廠商做除了全自動(dòng)的交調(diào)信號(hào)測試分析系統(tǒng)，其性能也完全滿足各濾波器、電纜、塔頂放大器對(duì)交調(diào)信號(hào)測試的要求，但其價(jià)格也比較昂貴，對(duì)一些小的生產(chǎn)制造企業(yè)來說還無法接受。但這些企業(yè)為滿足客戶對(duì)產(chǎn)品無源交調(diào)的要求，也可以按照測試要求自行搭建該測試系統(tǒng)。

總之，無源交調(diào)是通信領(lǐng)域里一個(gè)非常重要的參數(shù)，如何最大程度的降低交調(diào)信號(hào)對(duì)通信系統(tǒng)所帶來的不利影響是研究人員面臨的一個(gè)新課題。本文僅是作者以前實(shí)際工作中的一些心得，僅供業(yè)界同行交流和參考。