基站天線的無源交調(diào)干擾分析

【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)】

[1]Theodore S.Rappaport.無線通信原理與應(yīng)用[R].2011.

[2]高吉祥.高頻電子線路，2003.