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【摘 要】介绍交调产生的原因、危害,交调产物生成频率的计算方式,如何减轻和消除交调的危害。
【关键词】基站天线;无源交调干扰;危害
基站天线的无源交调干扰《passiVe intermodu1ation)(PIM)是基站天线的一个重要参数之一,过去人们不大注意这个问题,在通信迅速发展,竞争相当激烈的当今,必须弄清并解决天线的PIM问题。
1.什么是互调
天线虽然是无源器件,但在基站中,如果天线同时发射两个或两个以上信号时,由于天馈系统的非线性而引起干扰,这种干扰将阻塞一个或更多基站天线的接收通道。采用双极化天线,特别是双频双极化天线,由于发射频率数目的增加,产生这种干扰的危险也就必然增加,人们习惯上把这些干扰称作互调干扰。
无源互调(PIM)是一个不希望产生的调制,由于这种让人们讨庆的调制改变了高频载波的输出,把一个工作频率为f1的输入信号送进一个无源线性器件中,只产生一个仅仅改变信号幅度和相位的输出信号,绝不会对频率进行调制;但是把同样这样一个信号送进具有非线性传输特性的无源器件中,其输出信号的频率将发生变化,除了原来的载频f1外,还会产生一系列谐波频率2f1,3f1,4f1,……nf1假定输入信号包含两个或两个以上频率f1和f2时,输出信号将产生频谱分量,除谐波频率分量外,这些频谱分量还包括一些组合频率。
2.天线中产生互调的原因
天线在发射电磁波时,在天线结构中及天线与馈线连接的结合部分,由于存在非线性接触,接触表面存在不连续的电流通路而产生非常弱的放电现象,这些非线性接触表面可能是天线结构中天线和馈线的连接中的以下情况:
(1)焊接连接部分的焊接质量不高,如虚焊、焊点不光滑、有油污等。
(2)不同金属的接触表面,特别是靠压紧连接的不同金属表面,由于弹簧垫圈的弹力不够,由于螺丝不易上紧或螺丝上的不紧而造成差的接触表面。
(3)在金属、绝缘材料、金属结合部中的电隧道效应。
(4)在在金属和金属表面涂敷层或电镀层中的非线性。
如铜材料质量不纯;金属表面的涂层用材不适合;涂层不均匀;电缆插座表面电镀层电镀质量差;电镀的金属不适合(如镀镍)。
(5)在非磁性材料中的磁阻效应。
(6)由于非线性介质的非线性。
(7)由于铁磁材料导磁率变化造成的非线性。
现在大多数基站都装有双工器,使天线在一些相同的频率上复用,既作发射天线使用,又作接收天线使用。如果在天线中产生PIM,就会呈现在接收通道中,从而造成干扰,为了使天线能发射接收同时工作,就必须限定天线的PIM小于一特定值。由于3级PIM干扰最严重,因此规定天线的3级PIM最低电平必须低于接收设备的灵敏度。
天线的3级PIM参数可以用dBm或dBc表示,可以用3级互调仪测出。
3.扼制PIM的方法
(1)用印刷天线单元(偶极子)代替板状阵子,可以使3级互调由板状振子的-120dBc~-130dBc提高到-150dBc,约提高20~30dBc。提高的主要原因可能是由于减少了天线及天线与馈线之问焊接点。
(2)要增加印刷单元与法兰之间的接触面积。
(3)凡是靠用螺丝压强连接的地方,如同轴插座与接地板的连接,大全向天线中馈点及底座与电缆插座的连接,一定要紧接触,即必须把螺丝上紧,所用螺丝的材质一定要同所用固定件的材质相同,最好是采用镀银螺丝。
(4)不同材质的金属能不接触的尽量不要接触,如板状天线的馈线为镀铜管,把馈线离开接地板(铝板)固定后,3级互调大大改善,而且使板状天线3级互调达标,这也是其中一个重要措施。
(5)要避免不同材质的金属相互接触,如果必须相互接触,采用电镀的办法,尽量使材质相同,而且必须采用紧接触。
(6)绝对禁止铝镍二种材料相互接触,包括用镀镍螺丝把天线单元或者同轴插座,馈线固定在铝接地板上。
(7)要在天线和馈线焊点的周围涂敷一层阻焊剂。
(8)要特别注意研究同轴插头、座的插拔力,旋紧的程度,表面处理所用金属种类等对3级互调的影响程度
(9)在电流的通路中,不要用含铁和含镍的材料。
(10)不要用高化学电位差的复合材料,因为在这些材料之问即使很薄的腐蚀层也如同半导体一样起作用。
4.结束语
交调产品对于现代无线通信系统的正常工作产生严重的影响,需要在可能的情况下尽量的消除,以上就产生的原因,消除的办法进行了简单的分析,希望对相关人士有所帮助。 [科]
【参考文献】
[1]Theodore S.Rappaport.无线通信原理与应用[R].2011.
[2]高吉祥.高频电子线路,2003.
【关键词】基站天线;无源交调干扰;危害
基站天线的无源交调干扰《passiVe intermodu1ation)(PIM)是基站天线的一个重要参数之一,过去人们不大注意这个问题,在通信迅速发展,竞争相当激烈的当今,必须弄清并解决天线的PIM问题。
1.什么是互调
天线虽然是无源器件,但在基站中,如果天线同时发射两个或两个以上信号时,由于天馈系统的非线性而引起干扰,这种干扰将阻塞一个或更多基站天线的接收通道。采用双极化天线,特别是双频双极化天线,由于发射频率数目的增加,产生这种干扰的危险也就必然增加,人们习惯上把这些干扰称作互调干扰。
无源互调(PIM)是一个不希望产生的调制,由于这种让人们讨庆的调制改变了高频载波的输出,把一个工作频率为f1的输入信号送进一个无源线性器件中,只产生一个仅仅改变信号幅度和相位的输出信号,绝不会对频率进行调制;但是把同样这样一个信号送进具有非线性传输特性的无源器件中,其输出信号的频率将发生变化,除了原来的载频f1外,还会产生一系列谐波频率2f1,3f1,4f1,……nf1假定输入信号包含两个或两个以上频率f1和f2时,输出信号将产生频谱分量,除谐波频率分量外,这些频谱分量还包括一些组合频率。
2.天线中产生互调的原因
天线在发射电磁波时,在天线结构中及天线与馈线连接的结合部分,由于存在非线性接触,接触表面存在不连续的电流通路而产生非常弱的放电现象,这些非线性接触表面可能是天线结构中天线和馈线的连接中的以下情况:
(1)焊接连接部分的焊接质量不高,如虚焊、焊点不光滑、有油污等。
(2)不同金属的接触表面,特别是靠压紧连接的不同金属表面,由于弹簧垫圈的弹力不够,由于螺丝不易上紧或螺丝上的不紧而造成差的接触表面。
(3)在金属、绝缘材料、金属结合部中的电隧道效应。
(4)在在金属和金属表面涂敷层或电镀层中的非线性。
如铜材料质量不纯;金属表面的涂层用材不适合;涂层不均匀;电缆插座表面电镀层电镀质量差;电镀的金属不适合(如镀镍)。
(5)在非磁性材料中的磁阻效应。
(6)由于非线性介质的非线性。
(7)由于铁磁材料导磁率变化造成的非线性。
现在大多数基站都装有双工器,使天线在一些相同的频率上复用,既作发射天线使用,又作接收天线使用。如果在天线中产生PIM,就会呈现在接收通道中,从而造成干扰,为了使天线能发射接收同时工作,就必须限定天线的PIM小于一特定值。由于3级PIM干扰最严重,因此规定天线的3级PIM最低电平必须低于接收设备的灵敏度。
天线的3级PIM参数可以用dBm或dBc表示,可以用3级互调仪测出。
3.扼制PIM的方法
(1)用印刷天线单元(偶极子)代替板状阵子,可以使3级互调由板状振子的-120dBc~-130dBc提高到-150dBc,约提高20~30dBc。提高的主要原因可能是由于减少了天线及天线与馈线之问焊接点。
(2)要增加印刷单元与法兰之间的接触面积。
(3)凡是靠用螺丝压强连接的地方,如同轴插座与接地板的连接,大全向天线中馈点及底座与电缆插座的连接,一定要紧接触,即必须把螺丝上紧,所用螺丝的材质一定要同所用固定件的材质相同,最好是采用镀银螺丝。
(4)不同材质的金属能不接触的尽量不要接触,如板状天线的馈线为镀铜管,把馈线离开接地板(铝板)固定后,3级互调大大改善,而且使板状天线3级互调达标,这也是其中一个重要措施。
(5)要避免不同材质的金属相互接触,如果必须相互接触,采用电镀的办法,尽量使材质相同,而且必须采用紧接触。
(6)绝对禁止铝镍二种材料相互接触,包括用镀镍螺丝把天线单元或者同轴插座,馈线固定在铝接地板上。
(7)要在天线和馈线焊点的周围涂敷一层阻焊剂。
(8)要特别注意研究同轴插头、座的插拔力,旋紧的程度,表面处理所用金属种类等对3级互调的影响程度
(9)在电流的通路中,不要用含铁和含镍的材料。
(10)不要用高化学电位差的复合材料,因为在这些材料之问即使很薄的腐蚀层也如同半导体一样起作用。
4.结束语
交调产品对于现代无线通信系统的正常工作产生严重的影响,需要在可能的情况下尽量的消除,以上就产生的原因,消除的办法进行了简单的分析,希望对相关人士有所帮助。 [科]
【参考文献】
[1]Theodore S.Rappaport.无线通信原理与应用[R].2011.
[2]高吉祥.高频电子线路,2003.