基站天線的無源交調干擾分析

【摘 要】介紹交調產生的原因、危害，交調產物生成頻率的計算方式，如何減輕和消除交調的危害。

【關鍵詞】基站天線；無源交調干擾；危害

基站天線的無源交調干擾《passiVe intermodu1ation）（PIM）是基站天線的一個重要參數之一，過去人們不大注意這個問題，在通信迅速發展，競爭相當激烈的當今，必須弄清并解決天線的PIM問題。

1.什么是互調

天線雖然是無源器件，但在基站中，如果天線同時發射兩個或兩個以上信號時，由于天饋系統的非線性而引起干擾，這種干擾將阻塞一個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，由于發射頻率數目的增加，產生這種干擾的危險也就必然增加，人們習慣上把這些干擾稱作互調干擾。

無源互調（PIM）是一個不希望產生的調制，由于這種讓人們討慶的調制改變了高頻載波的輸出，把一個工作頻率為f1的輸入信號送進一個無源線性器件中，只產生一個僅僅改變信號幅度和相位的輸出信號，絕不會對頻率進行調制；但是把同樣這樣一個信號送進具有非線性傳輸特性的無源器件中，其輸出信號的頻率將發生變化，除了原來的載頻f1外，還會產生一系列諧波頻率2f1，3f1，4f1，……nf1假定輸入信號包含兩個或兩個以上頻率f1和f2時，輸出信號將產生頻譜分量，除諧波頻率分量外，這些頻譜分量還包括一些組合頻率。

2.天線中產生互調的原因

天線在發射電磁波時，在天線結構中及天線與饋線連接的結合部分，由于存在非線性接觸，接觸表面存在不連續的電流通路而產生非常弱的放電現象，這些非線性接觸表面可能是天線結構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量不高，如虛焊、焊點不光滑、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、金屬結合部中的電隧道效應。

（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。

（6）由于非線性介質的非線性。

（7）由于鐵磁材料導磁率變化造成的非線性。

現在大多數基站都裝有雙工器，使天線在一些相同的頻率上復用，既作發射天線使用，又作接收天線使用。如果在天線中產生PIM，就會呈現在接收通道中，從而造成干擾，為了使天線能發射接收同時工作，就必須限定天線的PIM小于一特定值。由于3級PIM干擾最嚴重，因此規定天線的3級PIM最低電平必須低于接收設備的靈敏度。

天線的3級PIM參數可以用dBm或dBc表示，可以用3級互調儀測出。

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級互調由板狀振子的-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。

（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，所用螺絲的材質一定要同所用固定件的材質相同，最好是采用鍍銀螺絲。

（4）不同材質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級互調大大改善，而且使板狀天線3級互調達標，這也是其中一個重要措施。

（5）要避免不同材質的金屬相互接觸，如果必須相互接觸，采用電鍍的辦法，盡量使材質相同，而且必須采用緊接觸。

（6）絕對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3級互調的影響程度

（9）在電流的通路中，不要用含鐵和含鎳的材料。

（10）不要用高化學電位差的復合材料，因為在這些材料之問即使很薄的腐蝕層也如同半導體一樣起作用。

4.結束語

交調產品對于現代無線通信系統的正常工作產生嚴重的影響，需要在可能的情況下盡量的消除，以上就產生的原因，消除的辦法進行了簡單的分析，希望對相關人士有所幫助。 [科]

【參考文獻】

[1]Theodore S.Rappaport.無線通信原理與應用[R].2011.

[2]高吉祥.高頻電子線路，2003.