天线及射频无源器件互调指标测量技术方案

一、无源互调定义及表达方式

1、无源互调定义
无源互调与有源互调相类似，只是无源互调是无源器件产生的。只要在一个射频导体中同时存在两个或两个以上RF 信号，就会产生互调。当器件中存在一个以上的频率时，任何无源器件都会产生无源互调产物。由于不同材料的连接处的具有非线性，信号会在结点混合。典型地，其奇数阶互调产物（如IM3=2*F1-F2）会落在基站的上行或接收频段内，成为干扰接收机工作的信号。它会造成独立于接收机随机底噪的接收机减敏现象。
无源互调= 干扰信号
无源互调= 是由发射信号在无源射频通道中相互调制的干扰信号
无源互调= 互调信号渗入接收通道会提高信道的噪声电平从而减小信号覆盖范围和网络容量
注：所有的无源器件，包括天线，电缆和连接器，双工器，滤波器，定向耦合器，负载和衰减器，避雷器，功率分配/合成器和铁氧体环行器/隔离器等都会产生互调失真。

2、无源互调表达方式
无源互调有两种表达方式——绝对值表达法和相对值表达法。
绝对值表达法是指以dBm为单位的无源互调绝对值大小；而相对值表达法这是指无源互调值与其中一个载频的比值，用dBc来表示，这是因为无源器件的互调失真与载频功率的大小有关。

例如：一个典型的无源互调指标是在两个+43dBm的载频功率同时作用到被测器件时产生-110dBm的无源互调失真（绝对值），其相对值为-153dBc=-110dBm-43dBm。这个相对值非常小，换算成比例值是1：2，000，000，000，000，000倍。

二、无源互调危害及测量意义

1、  无源互调危害

无源互调使得通信质量下降，交调电平的高低，将直接影响到整个系统，如果互调电平比较高，则在模拟通信系统中会产生较高的噪声电平，在数字通信系统中，则会产生较高的误码率。并将大大地降低工作在-100到-130dB范围内的人造卫星或多载波无线电通信系统接收机的灵敏度。一般来说，互调的产生增大了系统的噪声电平，也减少了可用的通道数量。

PIM的产生会增加通信噪音，使通信质量下降，而且会占用通信频道，使通信空间变小，同时在数字信号传输过程中提高了误码率等。
无源互调在日常通信中最常见的表现是在通信过程中遇到的回音、拨不通、在打电话中听到第三方的声音等。

2、无源互调测量意义

三、无源互调产生原因

1、接触非线性现象引起无源互调
2、材料非线性引起无源互调

四、如何减低无源互调

1、概述
针对上述无源互调产生的原因，在无源器件设计和制作中应采取一些措施：
（1）从电镀角度考虑，为降低无源互调，减少接触电阻，最好采用镀银层，厚度应在6um以上，镀层应无杂质且必须用铬酸盐钝化，这就是7/16或N型大功率产品镀银的原因。但镀银层容易变色的问底在某些场合要慎重考虑。镀金也是较好的选择，但成本较高，镀铜是比较好的选择；
（2）在产品结构设计方面尽量避免出现阻抗不连续性，尽可能保持一致的特性阻抗，减小非线性因素；
（3）滤波器类谐振器阻抗最好在77欧姆；
（4）选择导电率高的材料，如铜及其合金，避免采用不锈钢或其他含磁性材料，即便要用导磁率应小于2.0；
（5）提高表面加工质量，一般表面粗糙程度应在0.4um一下，并且不得有凹坑，碎屑等杂物；
（6）导电体表面不得有斑点和锈蚀；
（7）选择良好的弹性材料，进行精细加工和真空热处理，以保证接触件在500次插拔过程中具有稳定可靠的接触正压力和较小的接触电阻；
（8）避免不同金属，特别是彼此之间可能产生电动势耦合的不相容精神互相结合，防止产生电化学腐蚀；
（9）电缆连接器内导体与电缆芯线之间连接应采用焊接式，不宜采用压接式。

2、基站天线无源互调减小措施
（1）天线主要有振子、馈电网络、外罩三大部分组成

一次性铸造振子    同轴电缆馈电网络    天线外罩及附件
（2）振子设计为铸造成型振子、冲压组合振子和微带贴片振子三种

（3）天线外罩材料选取主要有玻璃钢和PVC两类

3、  腔体滤波器无源互调减小措施
（1）从滤波器类器件的特点来看，主要由以下几类零件组成：腔体、谐振杆、盖板、螺杆、飞杆、飞杆头、飞杆座、固定螺丝等。

（2）从前面分析的原因来看，解决互调需要重点注意以下几个方面：1）腔体、盖板、谐振杆、飞杆、飞杆头镀银厚度要大于6μ，镀银致密，电镀液要清洗干净，螺杆因为调试，镀银至少要2μ；2）带抽头的谐振杆，非常关键，可以先焊接再镀银，镀银再焊接，对焊接要求高很多，这里需要焊接完后把松香用酒精清理干净，可是镀银器件用酒精清洗后容易发黄，对互调也有影响；3）带抽头的谐振杆与连接器的焊接（当然连接器的互调要很好），焊接完后要把焊点清理干净，做清理工作比较麻烦；4）调试，调试过程中，来回反复的锁紧螺杆，容易把螺杆与盖板间摩擦的碎屑容易掉进腔体里，对互调影响大，建议尽量少的反复锁紧螺杆；5）飞杆与飞杆头需要焊接，螺纹部分建议有焊锡焊完。

（3）目前滤波器类器件存在的问题：1）互调不过后没有明确的措施，只是通过简单的超声波大面积清洗；2）焊接点（谐振杆焊接点、连接器焊接点）没有清洗，有明显的松香及残渣，即使超声波清洗后依然存在完好；3）焊接后的谐振杆发黄；4）飞杆（容性、感性）焊接后没有清洗，有松香及黑色污垢；5）大面积清洗后腔体底部边缘出现黑色，预计与镀银溶液没有清洗干净有关；6）调试过程中反复锁紧螺杆，复调过程中也出现这种情况。

（4）对目前互调情况的几点建议：1）对腔体、盖板、谐振杆、飞杆、飞杆头、螺杆的镀银厚度与致密度加以控制；2）装配中注意所有焊接点的清洁，用少量酒精的棉球清除松香，焊接点尽量少画痕；3）大面积的清洗时间不要过长，因为焊接点部分是很难通过超声波大面积清洗干净的，可以在焊接点先做清洁，最后在大面积清洗；4）操作中带白纱手套；5）在抽头弯形时，镀银的铜线要注意保护，不应该出现画伤表面的镀银；6）初调中尽量少来回锁紧螺杆，复调中尽量不调螺杆。

（5）腔体耦合器类互调注意焊接点的问题，零件镀银满足要求，互调比较容易解决；腔体功分器没有焊接点，互调更好解决
（6）微带类器件互调除了注意滤波器类器件的问题，还有与微带板材料关系很大，这里就不做分析

五、如何正确测量无源互调

1、 概述
到目前为止，无源互调的测试通常都是按照IEC推荐的测量方法进行。在实际使用中，针对不同类别的传导性器件和不同的测量要求有2种测量方法，即正向（传输）测试法和反向（反射）测试法。
2、 反射法测试
3、 传输法测试
4、 双反射、双传输无源互调测试仪介绍

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