解析无源互调测试三大方式

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5年前，大部分射频工程师很少提及无源器件互调问题。但是，随着移动通信系统新频率的不断规划、更大功率发射机的应用和接收机灵敏度的不断提高，无源互调产生的系统干扰日益严重，因此越来越被运营商、系统制造商和器件制造商所关注。

正如大家所知，无源互调值非常之小，一个典型的无源互调指标是在二个+43dBm的载频功率同时作用到被测器件(DUT)时，DUT产生-110dBm的无源互调失真(绝对值)，其相对值为-153dBc，相当于一根头发丝的直径对比地球到太阳之间的距离。因为无源互调值非常之小，所以相对于有源器件产生的互调失真而言，无源互调的测试要困难得多。而目前我国尚无无源互调测试的标准，所以大部分都按照IEC推荐的测量方法进行测量。IEC推荐的正向和反射互调产物的测量方法分别如图1和2所示。

图1表示一个两端口或多端口器件在两个大功率信号的同时作用下所产生的互调产物。绝大部分的无源器件，如双工器、滤波器、定向耦合器等都可以采用这种方法测量。图2表示一个单端口器件在两个大功率信号的同时作用下所产生的反射互调产物。天线和负载可以采用这种方法测量。

随着通信技术的不断发展，新的系统干扰问题不断出现，给测量工作者带来了新的挑战。在一些功率合成系统或者多载频的共用系统中，当两个大功率信号同时作用于一个两端口器件的输入和输出端时，在输出端口将会产生很大的互调产物。在多系统合路平台(POI)系统中情况更为复杂。各种不同频段的载频同时进入系统，除了本频段的互调干扰外，还会产生跨频段的互调干扰。因此，需要进行无源器件反向互调测量。

测量范围

典型的无源器件，如定向耦合器、功率分配器、双工器、连接器和电缆组件等，其互调产物通常在-120～-100dBm，也就是相对于43dBm测量条件下的-163～-143dBc；而某些器件的互调产物更大，如铁氧体器件的互调产物可达-60dBc甚至更大。对于前一类器件，不要求测量系统的测量范围太大。目前同类产品的互调测量上限是-65dBm，也就是43dBm条件下的-108dBc。对于后一类器件，可以采用通用的频谱分析仪测量。频谱分析仪是一种通用的射频分析仪器，也称为“射频万用表”。既然获此美誉，频谱分析仪的动态范围必定足够大。即使是低端频谱分析仪，测量范围也可以达到-150～30dBm。

测量精度

对于无源互调测量系统的测量精度，虽然目前还没有相应的国际标准，但是无源互调的测量精度依然是有章可循的。与测量精度有关的因素有功率校准和系统的剩余互调。

功率校准

功率校准对于测量精度有很大关系。从理论上说，载频增加1dB，互调产物增加3dB。在IEC推荐的测量方法中，建议加载到DUT的测量功率是每载频43dBm，这个值已经成为行业的标准测量功率。随着通信系统功率的不断增加，参照功率标准并非一成不变，可能会出现更高的参照功率标准。

要准确校准测量端的功率，频谱分析仪不是最合适的选择，因为频谱分析仪的幅度测量精度通常为±1dB，加上衰减器的影响，总的功率误差可能超过±1dB。大功率测量的最佳手段莫过于通过式功率计，这种功率计采用高方向性的定向耦合器，可以提供大功率在线测量。

系统的剩余互调

测量系统自身的剩余互调值是系统的最主要指标之一。系统剩余互调和DUT互调之间的差值决定了测量结果的精度。在IEC中建议的可接受的系统剩余互调和DUT互调之间的差值为10dB。这意味着系统的测量误差为+2.4/-3.3dB。在小互调测量情况下，这个误差完全可以接受。对于大互调测量(大于-80dBc时)，10dB的余量似乎小了些，20dB比较合理。