1、概述

　　無源器件會產生非線性互調失真嗎?答案是肯定的!盡管還沒有系統的理論分析，但是在工程中已經發現在一定條件下無源器件存在互調失真，并且會對通信系統（尤其是蜂窩系統）產生嚴重干擾。

　　無源互調（passive inter-modulation，pim）是由發射系統中各種無源器件的非線性特性引起的。在大功率、多信道系統中，這些無源器件的非線性會產生相對于工作頻率的更高次諧波，這些諧波與工作頻率混合會產生一組新的頻率，其最終結果就是在空中產生一組無用的頻譜從而影響正常的通信。

　　所有的無源器件都會產生互調失真。無源互調產生的原因很多，如機械接觸的不可靠、虛焊和表面氧化等。

　　5年前，大部分射頻工程師很少提及無源器件互調問題。但是，隨著移動通信系統新頻率的不斷規劃、更大功率發射機的應用和接收機靈敏度的不斷提高，無源互調產生的系統干擾日益嚴重，因此越來越被運營商、系統制造商和器件制造商所關注。

　　長期以來，無源器件的互調失真測量技術一直被國外公司所掌握，并壟斷了測量產品市場。今天這種局面發生了變化，無源互調測量技術難關已經被中國本土的射頻工程師們攻克，而且低成本的商用無源互調測量系統也已誕生。

2、無源互調的表達方式

　　無源互調有絕對值和相對值兩種表達方式。絕對值表達方式是指以dbm為單位的無源互調的絕對值大小；相對值表達方式是指無源互調值與其中一個載頻的比值（這是因為無源器件的互調失真與載頻功率的大小有關），用dbc來表示。

　　典型的無源互調指標是在兩個43 dbm的載頻功率同時作用到被測器件dut時，dut產生-110 dbm（絕對值）的無源互調失真，其相對值為-153 dbc。

3、無源互調測量方法

　　由于無源互調值非常小，因此無源互調的測量非常困難。到目前為止，無源互調的測量項目和測量方法尚無相應的國際標準，通常都是采用iec推薦的測量方法。

4、無源互調測量面臨的新挑戰

　　隨著通信技術的不斷發展，新的系統干擾問題不斷出現，給測量工作者帶來了新的挑戰。

（1）反向互調測量

　　在一些功率合成系統或者多載頻的共用系統中，當兩個大功率信號同時作用于一個兩端口器件的輸入和輸出端時，在輸出端口將會產生很大的互調產物。在多系統合路平臺（poi）系統中情況更為復雜。各種不同頻段的載頻同時進入系統，除了本頻段的互調干擾外，還會產生跨頻段的互調干擾。

（2）測量范圍

　　典型的無源器件，如定向耦合器、功率分配器、雙工器、連接器和電纜組件等，其互調產物通常在-120～-100 dbm，也就是相對于43 dbm測量條件下的-163～-143 dbc；而某些器件的互調產物更大，如鐵氧體器件的互調產物可達-60 dbc甚至更大。對于前一類器件，不要求測量系統的測量范圍太大。目前同類產品的互調測量上限是-65 dbm，也就是43 dbm條件下的-108 dbc。對于后一類器件，可以采用通用的頻譜分析儀測量。頻譜分析儀是一種通用的射頻分析儀器，也稱為“射頻萬用表”。既然獲此美譽，頻譜分析儀的動態范圍必定足夠大。即使是低端頻譜分析儀，測量范圍也可以達到-150～30 dbm。

（3）測量精度

　　對于無源互調測量系統的測量精度，雖然目前還沒有相應的國際標準，但是無源互調的測量精度依然是有章可循的。與測量精度有關的因素有功率校準和系統的剩余互調。

●功率校準

　　功率校準對于測量精度有很大關系。從理論上說，載頻增加1 db，互調產物增加3 db。在iec推薦的測量方法中，建議加載到dut的測量功率是每載頻43 dbm，這個值已經成為行業的標準測量功率。隨著通信系統功率的不斷增加，參照功率標準并非一成不變，可能會出現更高的參照功率標準。

　　要準確校準測量端的功率，頻譜分析儀不是最合適的選擇，因為頻譜分析儀的幅度測量精度通常為±1db，加上衰減器的影響，總的功率誤差可能超過±1 db。大功率測量的最佳手段莫過于通過式功率計，這種功率計采用高方向性的定向耦合器，可以提供大功率在線測量。

●系統的剩余互調

　　測量系統自身的剩余互調值是系統的最主要指標之一。系統剩余互調和dut互調之間的差值決定了測量結果的精度。在iec中建議的可接受的系統剩余互調和dut互調之間的差值為10 db。這意味著系統的測量誤差為+2.4/-3.3 db。在小互調測量情況下，這個誤差完全可以接受。對于大互調測量（大于-80 dbc時），10 db的余量似乎小了些，20 db比較合理。

5、無源互調測量系統的實現需要考慮的要素

　　無源互調測量實際上是在實驗室重現器件在實際工作條件下所產生的無源互調，因此，如何能逼真地模仿實際工作環境是無源互調測量系統的關鍵所在。要做到這一點，必須考慮以下幾大要素。

（1）測量端功率的幅度

　　測量端功率大小的設置原則應該是可能加載到dut端的最大功