无源交调干扰的产生与预防李明德全解VIP免费

无源交调干扰（PIMI）的产生与预防——射频连接器低PIM设计中国电子科技集团公司第40研究所李明德无源交调干扰（PIMI）的产生与预防——射频连接器低PIM设计中国电子科技集团公司第40研究所李明德摘要本文阐明了无源交调干扰（PIMI）的定义、产生特点及其危害；分析了目前PIMI问题突出的原因、无源交调(PIM)产生的基本原理以及影响PIM产生的因素；提出了如何进行低交调（LIM）设计进行预防，并通过试制测试进行了验证。关键词PIMI基本原理影响因素LIM设计1PIMI的定义、产生特点及其危害1.1定义当两个信号频率为1f和2f或多个信号频率同时通过同一个无源射频传输系统时，由于传输系统非线性的影响，使基频信号之间产生非线性频率分量。这种现象被称为交调（intermodulation—IM），或称互调。把非线性频率分量称为交调产物（IntermodulationProduct—IMP）。这些IMP如果落在接收频带内，又足够的强，则形成对基波信号频率的干扰，称这种干扰为无源交调干扰（PassiveIntermodulationInterference—PIMI），或无源交调失真（PassiveIntermodulationDistortion—PIMD）。交调产物（IMP）用下式表示112Mfmfnf···（1）式中：1f、2f为输入基波频率1Mf为交调频率或称交调产物m、n为包括1在内的正整数、m+n为IMP的阶数例当m+n=3时，则为三阶交调。注：无源射频传输系统，即由无源射频电路元件组成的系统。无源射频电路元件包括：电阻器、电感器、电容器、连接器、滤波器、传输线、天线等。1.2PIM产生的特点由于PIM是由于传输系统的非线性而产生，实际的传输系统都或多或少存在着非线性，理想的线性元件是不存在的，因而PIM的产生是固有的，不因选择的频率而变化；PIMP的生成不遵守通常的二次方程定律，因而要精确地计算导致IM的能量电平是不可能的；PIM的产生，与S参数相比，不可能进行模拟或用相关的分析软件进行预报，因而，要想得知产品的IM性能，唯一的方法就是进行测试。1.3危害PIM使得通信质量下降，IM电平的高低，将直接影响到整个系统，如果IM电平较高，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。一般说来，IM的产生增大了系统的噪声电平，也减少了可用的通道的数量。1.4常见的PIMI的表示方法在国际上连接器生产厂家的产品样本中或有关的技术论文中，对PIMI常见的表示方法有：PIMD、PIMP、intermodulation和三阶交调等。PIMP的单位通常用dBm或dBc来表示。dBm是以基准量Po=1mW作为零功率电平（0dBm）的分贝。dBc是在规定的载波电平以下的度量。任意功率Px的功率电平定义为：[][]10lg10lg1[]xxoppmWPdBmpmW（2）例如：当1220ffPPW则2000010lg431mWPdBmmW当1225ffPPW则2500010lg43.9794441mWPdBmdBmmW当1220ffPPW测得的PIM产生电平为-115dBm，用dBc表示为：-115-43=-158dBc。2目前出现的PIMI问题是前进中、发展中的问题随着通信事业尤其是移动通信事业的快速发展，射频连接器、射频电缆及其电缆组件获得了广泛应用。长期以来，在人造卫星、微波中继工业和广泛应用的蜂窝电话中不被连接器设计师所关注的PIMI问题，近年来又突出出来。国内外通信企业普遍对应用的射频连接器，连接器电缆组件，明确地提出了三阶交调指标的要求，甚者明言达不到指标规定不采购、退货等。因而，三阶交调指标问题或说PIMI问题成为射频连接器生产厂家和通信企业共同关注的一个重要问题。PIMI问题对于通信行业和射频连接器行业来说由来已久。这个问题在上个世纪七十年代中期，美国海军研究所（NavalResearchLaboratory）应军方要求，对由射频连接器含有铁磁材料的金属零件产生的PIMI问题进行了深入研究。之后提出建议在美国军用规范MIL-C-39012B射频连接器通用规范的修订版中，禁止应用铁磁材料；强烈地要求把铁磁材料直接排除在外；并提醒通信中心应警惕由于铁磁材料引起的潜在问题。这些建议部分地体现在以后的MIL-C-39012B（2）版、C版和MIL-C-39012D版中。在这些版本中对材料的要求，都明确规定，所有零件（除气密封连接器外）都应采用非磁性材料制成。其磁导率（）值应...