【摘 要】介紹交調(diào)產(chǎn)生的原因、危害,交調(diào)產(chǎn)物生成頻率的計(jì)算方式,如何減輕和消除交調(diào)的危害。
【關(guān)鍵詞】基站天線;無源交調(diào)干擾;危害
基站天線的無源交調(diào)干擾《passiVe intermodu1ation)(PIM)是基站天線的一個(gè)重要參數(shù)之一,過去人們不大注意這個(gè)問題,在通信迅速發(fā)展,競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈的當(dāng)今,必須弄清并解決天線的PIM問題。
1.什么是互調(diào)
天線雖然是無源器件,但在基站中,如果天線同時(shí)發(fā)射兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)時(shí),由于天饋系統(tǒng)的非線性而引起干擾,這種干擾將阻塞一個(gè)或更多基站天線的接收通道。采用雙極化天線,特別是雙頻雙極化天線,由于發(fā)射頻率數(shù)目的增加,產(chǎn)生這種干擾的危險(xiǎn)也就必然增加,人們習(xí)慣上把這些干擾稱作互調(diào)干擾。
無源互調(diào)(PIM)是一個(gè)不希望產(chǎn)生的調(diào)制,由于這種讓人們討慶的調(diào)制改變了高頻載波的輸出,把一個(gè)工作頻率為f1的輸入信號(hào)送進(jìn)一個(gè)無源線性器件中,只產(chǎn)生一個(gè)僅僅改變信號(hào)幅度和相位的輸出信號(hào),絕不會(huì)對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)制;但是把同樣這樣一個(gè)信號(hào)送進(jìn)具有非線性傳輸特性的無源器件中,其輸出信號(hào)的頻率將發(fā)生變化,除了原來的載頻f1外,還會(huì)產(chǎn)生一系列諧波頻率2f1,3f1,4f1,……nf1假定輸入信號(hào)包含兩個(gè)或兩個(gè)以上頻率f1和f2時(shí),輸出信號(hào)將產(chǎn)生頻譜分量,除諧波頻率分量外,這些頻譜分量還包括一些組合頻率。
2.天線中產(chǎn)生互調(diào)的原因
天線在發(fā)射電磁波時(shí),在天線結(jié)構(gòu)中及天線與饋線連接的結(jié)合部分,由于存在非線性接觸,接觸表面存在不連續(xù)的電流通路而產(chǎn)生非常弱的放電現(xiàn)象,這些非線性接觸表面可能是天線結(jié)構(gòu)中天線和饋線的連接中的以下情況:
(1)焊接連接部分的焊接質(zhì)量不高,如虛焊、焊點(diǎn)不光滑、有油污等。
(2)不同金屬的接觸表面,特別是靠壓緊連接的不同金屬表面,由于彈簧墊圈的彈力不夠,由于螺絲不易上緊或螺絲上的不緊而造成差的接觸表面。
(3)在金屬、絕緣材料、金屬結(jié)合部中的電隧道效應(yīng)。
(4)在在金屬和金屬表面涂敷層或電鍍層中的非線性。
如銅材料質(zhì)量不純;金屬表面的涂層用材不適合;涂層不均勻;電纜插座表面電鍍層電鍍質(zhì)量差;電鍍的金屬不適合(如鍍鎳)。
(5)在非磁性材料中的磁阻效應(yīng)。
(6)由于非線性介質(zhì)的非線性。
(7)由于鐵磁材料導(dǎo)磁率變化造成的非線性。
現(xiàn)在大多數(shù)基站都裝有雙工器,使天線在一些相同的頻率上復(fù)用,既作發(fā)射天線使用,又作接收天線使用。如果在天線中產(chǎn)生PIM,就會(huì)呈現(xiàn)在接收通道中,從而造成干擾,為了使天線能發(fā)射接收同時(shí)工作,就必須限定天線的PIM小于一特定值。由于3級(jí)PIM干擾最嚴(yán)重,因此規(guī)定天線的3級(jí)PIM最低電平必須低于接收設(shè)備的靈敏度。
天線的3級(jí)PIM參數(shù)可以用dBm或dBc表示,可以用3級(jí)互調(diào)儀測(cè)出。
3.扼制PIM的方法
(1)用印刷天線單元(偶極子)代替板狀陣子,可以使3級(jí)互調(diào)由板狀振子的-120dBc~-130dBc提高到-150dBc,約提高20~30dBc。提高的主要原因可能是由于減少了天線及天線與饋線之問焊接點(diǎn)。
(2)要增加印刷單元與法蘭之間的接觸面積。
(3)凡是靠用螺絲壓強(qiáng)連接的地方,如同軸插座與接地板的連接,大全向天線中饋點(diǎn)及底座與電纜插座的連接,一定要緊接觸,即必須把螺絲上緊,所用螺絲的材質(zhì)一定要同所用固定件的材質(zhì)相同,最好是采用鍍銀螺絲。
(4)不同材質(zhì)的金屬能不接觸的盡量不要接觸,如板狀天線的饋線為鍍銅管,把饋線離開接地板(鋁板)固定后,3級(jí)互調(diào)大大改善,而且使板狀天線3級(jí)互調(diào)達(dá)標(biāo),這也是其中一個(gè)重要措施。
(5)要避免不同材質(zhì)的金屬相互接觸,如果必須相互接觸,采用電鍍的辦法,盡量使材質(zhì)相同,而且必須采用緊接觸。
(6)絕對(duì)禁止鋁鎳二種材料相互接觸,包括用鍍鎳螺絲把天線單元或者同軸插座,饋線固定在鋁接地板上。
(7)要在天線和饋線焊點(diǎn)的周圍涂敷一層阻焊劑。
(8)要特別注意研究同軸插頭、座的插拔力,旋緊的程度,表面處理所用金屬種類等對(duì)3級(jí)互調(diào)的影響程度
(9)在電流的通路中,不要用含鐵和含鎳的材料。
(10)不要用高化學(xué)電位差的復(fù)合材料,因?yàn)樵谶@些材料之問即使很薄的腐蝕層也如同半導(dǎo)體一樣起作用。
4.結(jié)束語
交調(diào)產(chǎn)品對(duì)于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,需要在可能的情況下盡量的消除,以上就產(chǎn)生的原因,消除的辦法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析,希望對(duì)相關(guān)人士有所幫助。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
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