射頻連接器中PIM測試及計算示例
發布時間:2019-07-31 責任編輯:xueqi
【導讀】射頻連接器中PIM是一種互調失真形式,發生在通常被認為是線性的組件中,例如電纜,連接器和天線。現場PIM測試是線性度和施工質量的綜合衡量標準。
當受到蜂窩係統中發現的高RF功率的影響時,這些設備可以產生-80dBm或更高的互調信號。

圖1.載波f1,並用3 F2 次到7 次。
互調信號在信號路徑的後期產生,它們不能被濾除,並且可能比來自有源組件的更強但過濾的IM產品造成更大的危害。
現場PIM測試是線性度和施工質量的綜合衡量標準。
PIM顯示為在非線性設備中混合兩個或多個強RF信號而產生的一組不需要的信號,例如鬆動或腐蝕的連接器或附近的鏽。PIM的其他名稱包括二極管效應和生鏽的螺栓效應。

圖2. PIM帶寬隨產品的順序而增加。
這對公式可以預測兩個載波的PIM頻率:

F1和F2是載波頻率,常數n和m是正整數。
當提到PIM產品時,n + m的總和稱為產品訂單,因此如果m為2且n為1,則結果稱為三階產品(圖1)。通常情況下,三階產品最強,造成的危害最大,其次是五階和七階產品。由於訂單增加時PIM振幅變低,因此高階產品通常不足以引起直接頻率問題,但通常有助於提高相鄰噪聲基底(圖2)。
3階產品不太可能直接落入設計的蜂窩接收頻段。很可能來自其他外部傳輸的能量將在非線性傳輸線內混合,導致許多較小的PIM級別反複混合,從而導致寬帶升高的噪聲基底,通常跨越所有運營商許可的頻譜。一旦這個升高的噪聲層進入Rx波段,它就會打開一扇門(有時通過LNA獲得)進入BTS。
來自調製信號的IM
來自連續波(CW)信號的互調產物(例如可能由PIM測試儀產生)表現為單頻CW產品。當發現從調製載波產生的PIM時shi,可ke能neng會hui看kan到dao實shi時shi信xin號hao中zhong出chu現xian的de那na種zhong故gu障zhang,重zhong要yao的de是shi要yao知zhi道dao由you調tiao製zhi信xin號hao產chan生sheng的de互hu調tiao比bi基ji本ben信xin號hao需xu要yao更geng多duo的de帶dai寬kuan。例li如ru,如ru果guo兩liang個ge基ji波bo都dou是shi1 MHz寬,則三階產品將具有3 MHz帶寬,五階產品,5 MHz帶寬等等。PIM產品可以是非常寬帶的,覆蓋寬頻帶。

圖3.導致接收器在1710 MHz處失去意義的PIM

圖4.引起接收器在910 MHz處失去意義的PIM
通過將擴頻信號疊加到當前站點基礎設施中,由於傳輸係統線性問題,將3信道UMTS傳輸與10 MHz LTE(假設10 MHz而不是20 MHz!)混合將是災難性的。從理論上講,這可以創建一個帶寬超過30 MHz的三階產品,這不包括第五和第七階段引入的任何影響。這將是一個有趣的實驗,以記錄100 MHz +噪聲問題肯定存在。
PIM計算示例
這是兩個PIM示例; 一個來自850 MHz頻段,一個來自1900 MHz頻段。在第一個示例中,1750 MHz是三階產品之一,屬於AWS-1基站接收頻段。如果1940和2130 MHz載波源在物理上彼此靠近,或者甚至共用同一天線,任何腐蝕或其他非線性效應都會產生1710 MHz的三階無源互調產物,可能導致接收失效或阻塞。值得一提的是,PIM產品不需要直接落在上行鏈路信道上就會引發問題。它們隻需要在接收器的預濾波器內,這通常與網絡運營商的許可帶寬一樣寬。
廣泛使用的900 MHz頻段的PIM示例假定兩個GSM載波,一個在935 MHz,另一個在960 MHz。在這種情況下,910 MHz三階產品位於基站接收頻段(圖4)。
到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi)的(de)計(ji)算(suan)假(jia)設(she)隻(zhi)有(you)兩(liang)個(ge)載(zai)波(bo)存(cun)在(zai)。在(zai)現(xian)實(shi)世(shi)界(jie)中(zhong)並(bing)非(fei)總(zong)是(shi)如(ru)此(ci)。在(zai)基(ji)站(zhan),不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)天(tian)線(xian)係(xi)統(tong)內(nei)的(de)載(zai)波(bo),還(hai)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)來(lai)自(zi)附(fu)近(jin)發(fa)射(she)機(ji)的(de)更(geng)強(qiang)信(xin)號(hao)。信(xin)號(hao)可(ke)以(yi)反(fan)饋(kui)到(dao)天(tian)線(xian)係(xi)統(tong),找(zhao)到(dao)非(fei)線(xian)性(xing)設(she)備(bei),與(yu)其(qi)他(ta)載(zai)波(bo)混(hun)合(he),並(bing)創(chuang)建(jian)PIM。當使用高度複雜的調製平台時,這個問題迅速複雜化; 即使在使用相對窄的帶寬時,在蜂窩領域已經非常明顯的東西。
當dang涉she及ji三san個ge或huo更geng多duo載zai波bo時shi,計ji算suan很hen快kuai變bian得de複fu雜za。有you在zai線xian可ke用yong的de程cheng序xu和he電dian子zi表biao格ge來lai幫bang助zhu完wan成cheng此ci任ren務wu。如ru果guo可ke能neng,快kuai速su替ti代dai方fang案an是shi一yi次ci關guan閉bi一yi個ge發fa射she器qi,以yi找zhao出chu哪na些xie載zai波bo和he天tian線xian運yun行xing對duiPIM有貢獻。這可以大大簡化計算和故障排除任務。
類似PIM的(de)效(xiao)果(guo)也(ye)可(ke)以(yi)由(you)連(lian)接(jie)器(qi)配(pei)合(he)表(biao)麵(mian)之(zhi)間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan)膜(mo)的(de)周(zhou)期(qi)性(xing)擊(ji)穿(chuan)引(yin)起(qi)。腐(fu)蝕(shi)或(huo)外(wai)來(lai)沉(chen)積(ji)物(wu)及(ji)其(qi)影(ying)響(xiang)會(hui)導(dao)致(zhi)這(zhe)種(zhong)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)而(er)出(chu)現(xian)。由(you)這(zhe)種(zhong)機(ji)製(zhi)引(yin)起(qi)的(de)幹(gan)擾(rao)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)寬(kuan)帶(dai)和(he)突(tu)發(fa)的(de),發(fa)生(sheng)率(lv)從(cong)不(bu)頻(pin)繁(fan)到(dao)每(mei)秒(miao)兩(liang)到(dao)三(san)次(ci)。這(zhe)種(zhong)效(xiao)應(ying)是(shi)由(you)微(wei)弧(hu)或(huo)燒(shao)結(jie)引(yin)起(qi)的(de),可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)PIM測試找到。
來源:天科樂
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