众所周知,有源器件会在系统中产生非线性效应。人们已开发出多种技术来改善此类器件在设计和运行阶段的性能。容易忽视的是,无源器件也可能引入非线性效应;虽然有时相对较小,但若不加以校正,这些非线性效应可能会严重影响系统性能。
(一)定义
无源互调(Passive Inter-Modulatio)又称无源交调、互调失真等,它代表两个或更多信号通过一个具非线性特性的无源器件传输时产生的交调产物。
无源互调失真,是非连续性、金属对金属接触和材料特性导致典型线性无源传输线和元件非线性特性的结果。PIM可在各种射频元器件中产生,例如连接器、转接头、电缆、合成器、分路器、耦合器、分接器、衰减器、终端器、天线及线端至板端互连件。
当两个或多个不同频率的信号元件在非线性连接处相互作用,并通过混频产生失真产物时,则会生成PIM。当传输的失真产物反射回敏感接收机并在接收频带内,或者失真产物被易受特定失真产物影响的附近通信系统发送和接收时,PIM成为一个问题。由于PIM发生器的被动混合,PIM发生器产生的功率电平通常较弱,只有较高的功率传输信号才有产生显著PIM功率电平的趋向。
(二)来源
PIM可以发生在任何两种不同金属的连接点或接口处,例如连接器和电缆组件的连接处,天线和天线馈源的连接处。接触不良的连接器,内部生锈或氧化的连接器也可能会导致PIM。PCB材料也可能是PIM的来源,它可能来自于材料本身,也可能来自馈电点。
PIM 多是由不一致的金属接触点在传输高强度电流时造成的,如传输线,射频元件或外部系统中的主波束天线覆盖区域。PIM 干扰源的常见来源如下:
- 被污染或射频表面氧化
- 射频连接头扭曲
- 射频元件受到冲击和振动导致内部螺丝或铆钉松动
- 射频连接器内部的金属薄片或元件碎屑
- 因不当工具或不正确的组装程序造成射频终端损坏
- 基站天线对着金属板片或生锈的通风管
(三)分类
(1)正向互调
正向互调也被称为传输互调,其定义是当两个载频同时输入到一个双端口(或多端口)器件时,在输出端所产生的互调。在测试过程中,任何空闲端口必须接低互调负载。
从频段细分,正向互调又可分为落入发射频段和落入接收频段两种,它们的区别取决于f1和f2的之间的差值△,2f1—f2和f1之间的间隔、2f2—f1和f2之间的间隔都等于△,从这个规律可以直观判断互调产物的位置。同样是正向互调,落入发射频段和接收频段互调的测试方法却大相径庭。
(2)反射互调
反射互调的定义是当两个载频同时输入到一个双端口(或多端口)器件的某个端口时,从该端口反射回输入方向的互调产物,如下图所示。在测试过程中,任何空闲端口必须接低互调负载。
通常情况下,反射互调仅指落入接收频段的互调产物。这并非意味着反射互凋不存在于发射频段,之所以不关注落入发射频段的反射互调,是因为这部分互调产物对系统的影响甚微。
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