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  知识普及

森工通信跟你谈谈RF连接器中的无源互调

2014/11/30 22:23:02

信息内容

一.源互调概述

源互(passive intermodulation) PIM (intermodultion distortion) IMD失真频同轴连接器系统中种无源器件的非线性特性引起的 在大功率多信道系,这源器件的线会产生相对于工作率的一些率分量率分量和工作率混合在一起进入工作系统,如果用的率分量足通信系的正常工作正因PIM源器件本身的非线性引起的因此要有源器件存在的射统,就必然有PIMPIM失真是影射頻系正常工作的干扰之一

二.无源互调技术背景介紹

    RF同轴连接器设计中, 无源互调是一个极其重要的电性能指标,它直接关系客户产品功能的实现; 理论好多因素其有影, 并无严格的数学模型,软法模拟,实际中技主要是依靠经验设计,因此很有对无源互形成的,测试方法主要影的因素做深入的了解,从而保证设计中首件设计成功,快速响应的要求


    无源互调是RF同轴连接器中测试的一項电气性能。主要是7/16 seriesN TYPE  series 以及其相关的cable组件。因而在大同轴RF CONNECTOR设计中,设计出低互调的产品,了解无源互的相相当重要。

FIG 1.cable組件     FIG2. 7/16 jack

                      FIG 1.cable組件                                              FIG2.  7/16 jack

三.关于无源互调的定义

   PIM是由二或多个频率同加在源器件上生的除了加率成分以外的新的率分量 个双频统产生的互调频率如下所示:

     率成分=F1+F2+(2F1-F2)+(2F2-F1)+(3F1-2F2)+(3F2-2F1) +-------

                          失真     失真

      其中:F1+F2)是载频信号

       2F1F2)和(2F2F1)是 3阶互调失真信号

       (3F12F2)和(3F22F1)是 5阶互调失真信号

     另外还有

       4F13F2)和(4F23F1)是 7阶互调失真信号

        5F14F2)和(5F24F1)是 9阶互调失真信号

                   ---------------

    互调失真信号的大小与加在无源器件上的功率有直接的关系加载的功率越大产生的互调失真也越大在载频功率相同的条件下互调阶数越小其失真信号越大即产生的干扰越大因此大多数射频系统首先关心的是三阶互调在移动通信系统中基站系统发射机发射的下载频功率较大(如:43dBm 20W),基站系统接收机接收的移动终端发射的上载频信号功率较小,如果大功率的下载频产生的互调失真信号落在上载频的接收频段,就会对高灵敏度的接收机产生干扰,举例如下:

    例一   GSM900

         F1=935MHzF2=960MHz时,其三阶互调信号:

    PIM2F1F22×935960910 MHz,正好落在接收频段(890     915MHz

   例二   WCDMA:

        F1=2110MHzF2=2170MHz时,其七阶互调信号

 PIM2F1F24×21103×21701930 MHz,正好落在接收频段(1920     1980MHz

四.源互的表方式;

源互有二表示方式:绝对值和相对值

  FIG3. 源互的表方式


 绝对表达法是以 dBm为单位的无源互调信号功率的绝对值大小;相对值表达法是无源互调信号功率与其中一个载频功率的比值单位用 dBc来表示这是因为无源器件的互调失真大小与载频功率的大小有关。一个典型的无源互调无源互调失真信号的大小例如 DUT产生-110dBm(绝对值)的无源互调失真

         FIG3. 无源互调的表达方式

                 FIG3. 源互的表方式

其相对-110-43=-153dBc

 PIM (dBc)= IM(dBm)- 电平dBm

五.源互调产生的原因

    无源互调产生的原因除了无源器件材料本身的非线性因素以外还有很多外界因素如:机械接触的不可靠、虚焊和表面氧化、部件排列不当、不正确的安装力矩、导体或连接部位腐蚀(污垢灰尘,潮湿温度)等等都会影响系统的互调性能

消除无源器件产生的互调失真的唯一方法就是设计和制造互调的无源器件

六.无源互调的测量方法

    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无相应的国际标准通常都是 IEC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FIG3FIG4所示:

                     FIG.4 正向互调測量示意图                  FIG5. 反射互调测量示意图

                             

                                       FIG.4 正向互測量示意图                             FIG5. 反射互调测量示意

FIG4.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绝大部分的无源器件RF接器、双工器、滤波器、定向耦合器等都可以采用这种方法测量FIG5.表示一个单端口器件在两个大功率信号的同时作用下所产生的反射互调产物天线和负载可以采用这种方法测量

七.测试仪器介紹

    PIM Analyzer 目前被许多无线设备供应广泛可通过PIM Analyzer进行无源交调测试的RF设备包括:RF接器﹑天线﹑射频馈线连接件﹑避雷器﹑滤波器﹑双工器﹑定向耦合器射频终端负载及衰耗器等

    PIM Analyzer 无源交调测试仪,界主要用的是SUMMITEK, rosenberger公司开发的互调仪,隨着无源互品上要求越来越严,近年来国内也有不少公司开发生产调仪。调仪主要型及其用系统,仪器图片如下:

  PIM Analyzer的主要型号极其适用系统

      

适用电信标准

发射(下行)频段

接收(上行)频段

SI­800B

AMPS

869MHz894MHz

824MHz849MHz

SI­900B

GSM

935MHz960MHz

890MHz915MHz

SI­1800B

DCS1800

1805MHz1880MHz

1710MHz1785MHz

SI­1900B

DCS1900

1930MHz1990MHz

1850MHz1910MHz

SI-2000B/E

UMTS-FDD

2110MHz - 2170MHz

1965MHz - 2060MHz

                                                 FIG6. PIM Analyzer

                                                                         

                                                                                         FIG6. PIM Analyzer

八.测试过程简

  a.测试原理如下

                                                    FIG7. 测试原理

 b. RF 7/16 connector测试实例

 

                                                     FIG8. 测试安装实

 

9. 公式及定

           公式:                          2mW=3dBm                                

              A dB =10 log po/pi                      100 mW=20 dBm

                                            1W=30 dBm

              1 mW = 0 dBm                20W=43 dBm

              log 2 = 0.3                    100W=50dBm

这次森工通信就跟大家谈这么多,欢迎朋友们多提宝贵意见。射频同轴连接器

 

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