無源互調(diào)（PassiveInter-Modulation，PIM）是由發(fā)射系統(tǒng)中各種無源器件的非線性特性引起的。在大功率、多信道系統(tǒng)中，這些無源器件的非線性會產(chǎn)生相對于工作頻率的更高次諧波，這些諧波與工作頻率混合會產(chǎn)生一組新的頻率，其最終結(jié)果就是在空中產(chǎn)生一組無用的頻譜從而影響正常的通信。

所有的無源器件都會產(chǎn)生互調(diào)失真。無源互調(diào)產(chǎn)生的原因很多，如機(jī)械接觸的不可靠、虛焊和表面氧化等1.1.什么是無源互調(diào)（PIM）？

無源互調(diào)與有源互調(diào)相類似，只是無源互調(diào)是無源器件產(chǎn)生的。只要在一個射頻導(dǎo)體中同時存在兩個或兩個以上RF信號，就會產(chǎn)生互調(diào)。當(dāng)器件中存在一個以上的頻率時，任何無源器件都會產(chǎn)生無源互調(diào)產(chǎn)物。由于不同材料的連接處的具有非線性，信號會在結(jié)點混合。典型地，其奇數(shù)階互調(diào)產(chǎn)物（如IM3=2*F1-F2）會落在基站的上行或接收頻段內(nèi)，成為干擾接收機(jī)工作的信號。它會造成獨立于接收機(jī)隨機(jī)底噪的接收機(jī)減敏現(xiàn)象。1.2.產(chǎn)生PIM的典型原因？

在射頻器件（天線、電纜、濾波器等）中，有三個典型的成因：1．射頻通道中不良的機(jī)械結(jié)點

2．射頻器件的材料具有磁滯現(xiàn)象（如不銹鋼）

3．射頻通道中的表面或接觸面受到污染。例如，焊料（會吸附其他污染物）和加工過程中的金屬微粒。

在一個完整的基站中，大功率放大器和接收機(jī)濾波器之間的任何無源器件都會產(chǎn)生嚴(yán)重的無源互調(diào)信號。鐵塔（“生銹螺釘噪聲”）或發(fā)射天線的直射波周圍的金屬物質(zhì)也會產(chǎn)生無源互調(diào)信號。1.4.如果定義“良好”的PIM值？

一個給定的RF器件所要求達(dá)到的無源互調(diào)水平對于該器件所在的最終系統(tǒng)的性能來說，是非常重要的。例如，天線必須具有良好的無源互調(diào)特性，這是因為天線所產(chǎn)生的無源互調(diào)將會被基站發(fā)射和接收。此外，發(fā)射天線幾乎完全受制于基站的載波功率。另一方面，接收機(jī)的“清除”濾波器的無源互調(diào)性能要求不是很高。該濾波器可能位于雙工器的另一邊，因此可以完全避免載波功率進(jìn)入它的輸入端口。最后，客戶可以自定義可接受的最大無源互調(diào)值和載波功率值。一般來說，當(dāng)注入兩個+43dBm（20W）的載波信號時，天線的三階互調(diào)指標(biāo)為-100到-110dBm1.5.

PIM是否隨功率值的改變而變化？

盡管產(chǎn)生的PIM的功率和母載波功率之間不一定存在直接的關(guān)系,PIM還是會隨功率的改變而變化的。簡單來說，寬帶器件結(jié)束于一個寬帶負(fù)載；典型情況下，載波功率每增加1

dB，三階互調(diào)響應(yīng)就增加大約3dB（假設(shè)載波功率相等）。盡管如此，還有很多因素會影響這個良好而簡單的關(guān)系，這些因素包括： n*F1和/或m*F2頻率上的高回波損耗值

與鐵氧體器件有關(guān)的磁滯現(xiàn)象的變化曲線極其傾斜

當(dāng)接近衰減潛能時，電學(xué)結(jié)具有的非線性特性

由于功率變化引起的每個互調(diào)源的阻抗變化，從而導(dǎo)致的多個互調(diào)源之間的交互作用一般而言，當(dāng)發(fā)射機(jī)功率增加時，基于整個系統(tǒng)性能的無源互調(diào)的阻抗就越為重要。典型地，當(dāng)一個TDMA系統(tǒng)充分提供可利用的頻率和信道時隙，或者當(dāng)一個CDMA系統(tǒng)通過增加前向功率來增加系統(tǒng)容量時，無源互調(diào)值都會增加。1.6.

PIM是否隨頻率的改變而變化？

PIM是否隨頻率而變化是看情況而定的。其中一個基本條件就是，位于單獨一點（不是分布式空間存在）的，且與傳輸線（或者RF激勵源）的阻抗相匹配的單個互調(diào)源會產(chǎn)生一個與頻率無關(guān)的各向同性的互調(diào)信號。這類似于天線理論中經(jīng)典的射頻“點聲源”理論。假定PIM的點聲源存在（至少是理論上地），那么現(xiàn)實中，射頻器件可以用多個PIM源組合來模擬。這些源所產(chǎn)生的互調(diào)具有與RF母載波信號有關(guān)的相位關(guān)系。一旦器件中每一個點聲源都產(chǎn)生無源互調(diào)，那么這些PIM信號自身就會進(jìn)行矢量組合（不是建設(shè)性的，就是破壞性的）產(chǎn)生一個合成的PIM響應(yīng)。PIM源之間的相位關(guān)系依賴于物理分隔，射頻信號在互調(diào)源間傳輸必須通過的電介質(zhì)，以及母載波信號的頻率。

假設(shè)現(xiàn)實情況中，所有器件都有一個以上的PIM源，那么器件將會產(chǎn)生一個與頻率有關(guān)的PIM響應(yīng)是非常有可能的。盡管，

如果器件中關(guān)于電的部分很少，或者

如果相對于被測器件來說，我們感興趣的帶寬很小，或者如果器件受控與一個單獨的，大互調(diào)源，那么測得的頻率響應(yīng)就可能與頻率無關(guān)。2.1無源互調(diào)的表達(dá)方式

無源互調(diào)有絕對值和相對值兩種表達(dá)方式。絕對值表達(dá)方式是指以dBm為單位的無源互調(diào)的絕對值大??；相對值表達(dá)方式是指無源互調(diào)值與其中一個載頻的比值（這是因為無源器件的互調(diào)失真與載頻功率的大小有關(guān)），用dBc來表示。

典型的無源互調(diào)指標(biāo)是在兩個43dBm的載頻功率同時作用到被測器件DUT時，DUT產(chǎn)生-110dBm（絕對值）的無源互調(diào)失真，其相對值為-153dBc2.2無源互調(diào)測量方法

由于無源互調(diào)值非常小，因此無源互調(diào)的測量非常困難。到目前為止，無源互調(diào)的測量項目和測量方法尚無相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，通常都是采用IEC推薦的測量方法反射互調(diào)測量示意表示一個單端口器件在兩個大功率信號的同時作用下所產(chǎn)生的反射互調(diào)產(chǎn)物。天線和負(fù)載可以采用這種方法測量（2）測量范圍

典型的無源器件，如定向耦合器、功率分配器、雙工器、連接器和電纜組件等，其互調(diào)產(chǎn)物通常在-120～-100dBm，也就是相對于43dBm測量條件下的-163～-143dBc；而某些器件的互調(diào)產(chǎn)物更大，如鐵氧體器件的互調(diào)產(chǎn)物可達(dá)-60

dBc甚至更大。對于前一類器件，不要求測量系統(tǒng)的測量范圍太大。目前同類產(chǎn)品的互調(diào)測量上限是-65

dBm，也就是43

dBm條件下的-108

dBc。對于后一類器件，可以采用通用的頻譜分析儀測量。頻譜分析儀是一種通用的射頻分析儀器，也稱為“射頻萬用表”。既然獲此美譽(yù)，頻譜分析儀的動態(tài)范圍必定足夠大。即使是低端頻譜分析儀，測量范圍也可以達(dá)到-150～30

dBm。（3）測量精度

對于無源互調(diào)測量系統(tǒng)的測量精度，雖然目前還沒有相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，但是無源互調(diào)的測量精度依然是有章可循的。與測量精度有關(guān)的因素有功率校準(zhǔn)和系統(tǒng)的剩余互調(diào)。5.無源互調(diào)測量系統(tǒng)的實現(xiàn)需要考慮的要素

無源互調(diào)測量實際上是在實驗室重現(xiàn)器件在實際工作條件下所產(chǎn)生的無源互調(diào)，因此，如何能逼真地模仿實際工作環(huán)境是無源互調(diào)測量系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。要做到這一點，必須考慮以下幾大要素。

（1）測量端功率的幅度

測量端功率大小的設(shè)置原則應(yīng)該是可能加載到DUT端的最大功率的上限。在IEC中提到：除非特別說明，加載到DUT的測量功率為2×43dBm。顯然，這是針對早期的基站而言，直到現(xiàn)在，這個功率等級依然適用于大多數(shù)器件的測量。隨著新的數(shù)字蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)的不斷誕生，出現(xiàn)了更大幅度和更大范圍的功率等級。如CDMA和WCDMA，由于這些調(diào)制信號具有很高的峰均功率比，為了滿足系統(tǒng)的要求，放大器的1dB壓縮點功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過調(diào)制狀態(tài)下的平均功率。因此，除了43dBm以外，還出現(xiàn)了小至26

dBm和大到51

dBm條件下的測量要求。

（2）載頻的數(shù)量

絕大部分無源互調(diào)測量都是在兩載頻的條件下進(jìn)行的，但是也有四載頻條件下的測量。隨著無線信道的日益擁擠，多載頻的無源互調(diào)測量可能在不久的將來被列入有關(guān)的測量標(biāo)準(zhǔn)。

（3）測量功率流的方向

將兩個載頻合成后從一個方向同時注入DUT，這已經(jīng)是無源互調(diào)測量的慣性思維了。但是在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)中的器件要承受來自不同方向的功率。對于這一點，早期的無源互調(diào)測量系統(tǒng)并沒有考慮。

（4）頻率配置

早期，測量者關(guān)心的是落在接收頻段的互調(diào)，如今越來越關(guān)心落入發(fā)射頻段的互調(diào)。一些標(biāo)準(zhǔn)的無源互調(diào)測量系統(tǒng)只能測量落入接收頻段的互調(diào)，對于落入發(fā)射頻段的互調(diào)測