射频设计中的互调失真到底是如何发生的呢？如何预防？

互调是在有源系统内或从外部源合并不需要的频率分量的现象。两个或两个以上信号的组合将产生另一个信号，该信号可能会落入系统的另一个频带，并对系统造成干扰。

互调失真是如何发生的，其原因是什么以及如何防止它？

在任何无线发射系统中，接收器的效率都是非常重要的，接收信号中的任何干扰都可能导致服务中断。开发人员和网络工程师确保系统在技术规范内进行了设计，测试和实施，以便有效地工作。

由于我们的无线生态系统必须支持大量的客户和服务，因此发射站和设备的数量呈指数增长。所有这些设备都以连续发射射频波的形式交换信息。在引入3G和LTE网络之后的十年中，频带数量也有所增加。

为了与其他无线标准共存，任何无线传输系统都应在互调失真的受控规范内

互调主要有两种类型，无源互调和有源互调。

无源互调失真

当多个信号合并到非线性无源设备中时，例如定向耦合器，功率分配器，功率分配器，RF隔离器，RF环行器，衰减器和适配器等，就会发生无源互调。

有源互调失真

有源互调发生在有源电子系统中，在有源电子系统中，系统内或来自外部源的两个或多个信号合并并创建其频率倍数和乘积。这些信号通常功率很低，但在某些情况下足以使另一个接收信号失真。

如果尚未将其设计为在规格范围内工作，则在所有现代无线传输设备中都可能发生有源互调。设备制造商将必须严格遵循工作频率，功率输出和互调规范等方面的准则。

无源互调（PIM）的来源

 

由于射频波的特性，任何非线性无源组件都可能导致失真。

没有适当屏蔽的RF电缆可能对系统造成PIM。

生锈的RF连接器，适配器和裸露的信号结。

连接器，电缆和信号的接触不良会引起互调。

由于磁滞效应，铁磁性材料的非线性特性可能导致PIM。

大型金属框架和馈线可能会引起一定程度的PIM。

连接器中的火花放电会导致氧化，从而导致信号失真。

机械开关的接触不良会导致PIM。

有源互调源

 

半导体芯片中的杂质

任何系统中的非线性有源元件都会产生互调。

半导体衬底层中的微小杂质。

系统中共享同一天线的多个信号源将导致互调。例如，在LTE频段中使用的双工器共享一个共用天线以进行发送和接收。

电路板上紧密分布的信号线可能会导致串扰和互调。

非线性放大器由于谐波失真和二阶互调而成为互调失真的受害者。

在无线收发器中，一个信号源的谐波产物与同一发送器或接收器信号的另一个频带合并，并在接收频带中受到干扰。

发射天线不匹配会处理多个频率，这会导致信号反射并混入其他频段并导致互调。

电路中有故障的电子组件和劣质组件将引入IMD。

有源天线会放大信号电平，并经常对IMD有所贡献

如何防止互调

在设备设计中应使用高质量的组件，并避免使用非线性有源组件。

在线性范围内操作功率放大器，以避免互调分量。

避免使用低质量的机械开关和接触不良的信号适配器。

使用高质量的电缆组件和信号接头。

正确屏蔽发射设备中的电路可以防止外部源造成的失真。

功率放大器和天线的良好阻抗匹配将消除信号反射并提高IMD水平。

电缆，定向耦合器，功率分配器，衰减器，隔离器与系统中所有组件之间的牢固连接将减少变形的机会。

减少系统中的组件数量以提高质量。

请在建议的操作范围内使用所有设备和组件，以确保获得最佳性能。

如果可能，将发射天线和接收天线保持一定距离。

电路板设计中的优质材料将改善失真。

互调失真的意义

用于多重应用的无线传输设备数量的增加导致更高水平的不希望的信号失真。较高的失真度将导致任何无线通信设备的中断。

现代电信在无线传输中使用了广泛的频谱范围，这给网络工程师带来了许多挑战，例如由于互调和无线共存引起的失真。

在功率放大器中，IMD是使放大器适合特定用途的重要规格之一。在高质量音频系统中，应跟踪并消除互调的原因，以实现最佳性能。

结论

通过改进设计，使用系统中的高质量组件，可以将互调失真控制到一定水平。但是，由于组件和功率放大器等的限制，在大多数情况下，完全消除这些不希望的信号失真是不可避免的。为了拥有高效的系统，工程师必须确保最佳设计，准确的组件和实施阶段得到了准确的测试跟踪任何不希望的失真。

 

审核编辑：刘清