三阶互调的改善措施

三阶互调的改善措施
三阶互调的改善措施

三阶互调的改进措施

1、加厚镀层;

加厚腔体和盖板的镀层厚度,把原来的Cu5Ag1改为Cu7Ag1同时要求

电镀时变更相应的电镀工艺;

2、避免使用含有磁性材料;

在产品组装时尽量避免使用含有磁性材料,把底板螺钉由以前的铁性材料

变更为不锈钢材料,同时把腔体的盖板螺钉也相应的变更为内六角螺钉加

强腔体与盖板的坚固度;

3、保持腔体干净清洁;

保持腔体的干净与清洁度,在产品组装时要求员工严格按作业指导书来操

作,配带手指套不得在腔体的内壁留下指纹。在腔体焊接完以后打盖板之

前用风枪吹干净腔体内的杂物保证腔体内的清洁,并且用超声波清洗仪对

腔体和盖板进行清洗。同时在产线上安排品检对组装过程进行严格的控制。

4、提高装配的焊接工艺;

提高装配的焊接工艺,在产品组装时保证焊点光滑、饱满。

5、改善腔体的结构设计;

把原有的模具进行修模,使所有的直角变成圆角,并且对模具进行重新省

模以提高模具的质量。

6、更换更好的连接器;

连接器内导体改为铍青铜,同时对连接器本身的互调指标提出更高的要求;

接收机互调干扰特性

ITU-R SM.1134-1建议书* 陆地移动业务中互调干扰的计算 (ITU-R 44/1号研究课题) (1995-2007年) 范围 本建议书为计算最多三种互调干扰提供了依据,接收机输出端出现的这种互调干扰,是接收机幅度响应的非线性在接收机输入端产生的强烈无用信号引起的。 国际电联无线电通信全会, 考虑到 a) 在大多数典型情况下,确定陆地移动业务干扰的主要因素包括: –由两个(或更多个)高电平干扰信号产生的带内互调产物; –当来自其他发射机的任何其他信号出现在受影响的发射机的RF级输入级,就会在发射机产生无用发射; –有用和干扰的信号幅度是随机变量; b) 两个(或更多个)无用信号必须具有特定的频率,造成互调产物落入接收机频带内; c) 由两个以上的幅度很高的无用信号引起互调干扰的概率非常小; d) 互调干扰计算程序将为陆地移动业务的频谱利用效率的提高提供一个的有用的方法, 建议 1应使用附件1中提出的接收机互调模型进行陆地移动业务的互调干扰计算; 2互调干扰计算应遵循以下的程序,详情见附件1; 2.1确定随机有用信号功率在接收机输入端的均值和偏差值; 2.2确定一个随机互调干扰信号功率在接收机输入端的平均值和偏差值; 2.3确定接收时出现接收机自身以及由发射机互调产生的互调产物的概率; *应提请无线电通信第8研究组注意本建议书。

3 受互调干扰影响的区域以及相应的干扰发射机与接收机间的必要地理间隔应根据给定的干扰概率值来确定,如附件1所述。 附 件 1 互调模型 本附件描述了两个互调模型;接收机互调(RXIM )模型和发射机互调(TXIM )模型。它分成5个小节。 第1节概述了计算接收机互调干扰的通用公式。第2节描述了RXIM 的测量程序。第3节概述了使用通用公式来评估接收互调干扰的程序。第4节概述了发射机互调干扰的公式。第5节描述了如何计算RXIM 和TXIM 干扰的概率。 1 接收机互调分析模型 两信号、三阶互调干扰功率由以下公式给出(前CCIR 522-2报告,1990年,杜塞尔多夫): ()()1,222112K P P P ino -β-+β-= (1) 其中: P 1和P 2: 分别为在频率f 1和f 2上的干扰信号功率 P ino : 在频率f 0(f 0 = 2f 1 - f 2)上的三阶互调产物功率 K 2,1: 三阶互调系数,可以根据三阶互调测量结果计算得到或从设备参数获得 β1和β2: 分别为距工作频率f 0频偏为?f 1和?f 2处的RF 频率选择性参数。 例如β1和β2值可以通过计算失谐频率的信号衰减的公式得到: ??? ? ??????? ? ???+=?2 2 1 log 60)(βRF B f f (2) 其中B RF 是接收机的RF 带宽。 值得注意的是,对一个工作在VHF 和低UHF 频带的陆地移动模拟无线电接收机的一组特定的三阶互调测量值,由公式(1)可以得到以下公式[1974年,McMahon]: P ino = 2P 1+P 2+10-60 log(σf ) (3)

三阶互调的计算

三阶互调计算 什么是三阶互调? 三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),他们俩的合称为三阶信号。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号,所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。他所表明的是确切含义是,一个线性系统所包含的非线性系数的大小。这个指标对于大动态放大器是一个非常重要的技术指标。测试这项指标使用的测试仪器主要是频谱分析仪。对于不同指标要求的三阶互调失真,需使用不同性能的频谱分析仪,对三阶互调失真要求越高,对频谱分析仪的要求就越高。 给定具体频率可以推算出哪些频率点有三阶互调干扰具体的算法是: 计算方法: (1)将所分配或使用的频率从低向高排序; (2)按最小信道间隔计算每个频率对应的频道数; (3)计算相邻频道数的差值; (4)求差值的和(按下举例方法求和); (5)检查差值与和数中不得有相同的数出现。 举例说明:现有一组频率156.275MHz 156.150MHz 156.200MHz 156.125MHz计算是否存在互调组合。 (1)排序156.125 156.150 156.200 156.275(156.300) (2)顺序频道数 1 2 4 7(8) (3)相邻频道差值 1 2 3(4) (4)差值之和 3 5(6)6(7) (5)检查差值与和数是否有同样的数出现 有相同的数字3,表明这一组频率存在互调,只有将156.275频率向上调换成156.300或其它的频率才可避开互调组合。上面括号中的数字是被调换后的计算结果。 三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波 与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1,他 与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波 信号(一阶信号),他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号,它是在调制 过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号,所以这个新产生的信号 称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F2,F1信号比较接

互调干扰原理介绍及分析

一、互调干扰原理 互调干扰是在多个载频的大功率信号条件下,由于部件本身非线性引起信号互调,如果互调产物落入接收频段,将会干扰正常通信。分为有源互调与无源互调,无源互调(PIM)特性通常是接头、馈线、天线和滤波器等无源部件在多个载波的大功率信号条件下,由于部件本身存在非线性而引起的互调效应。通常认为这些无源部件是线性的,但是在大功率条件下,无源部件都不同程度地存在一定的非线性,这种非线性主要是由以下因素引起的:不同材料金属的接触;相同材料的接触表面不光滑;连接处不紧密;存在磁性物质;天馈老化;跳线接头氧化等。有源互调一般指信号在合路器进行合路时其互调交调产物落在接收频带内,导致小区高干扰。 当两个射频信号输入到一个非线性元件中,或者通过一个存在不连续性的传输介质时,将因为这种非线性而产生一系列新的频率分量,新产生信号的频率分量满足如下频率关系,设输入的两个信号的频率为f1,f2(绝对频率),产生的互调产物如下: 三阶互调:2F1-F2,2F2-F1 互调产物带宽为600K 五阶互调:3F1-2F2,3F2-2F1 互调产物带宽为1M 七阶互调:4F1-3F2,4F2-3F1 互调产物带宽为1.4M 九阶互调:5F1-4F2,5F2-4F1 互调产物带宽为1.8M 其中阶数越低,互调产物分量约高,互调产物带宽为源信号带宽(GSM为200K)*阶数 中国移动互调分量如下表所示:

对于GSM900频段,对上行造成严重干扰的主要是五阶和七阶互调产物,对于1800频段,主要为七阶和九阶互调。由于GSM900频段传输损耗小,且较低阶的互调产物就能落在上行频带内,故出现互调干扰几率要远大于1800频段。 二、互调干扰特点对网络产生影响 互调干扰产物随信号源功率增大而明显增加,一般信号功率增加1dB,互调产物往往增加3dB。互调干扰的典型特征是小区业务量较小时,此时因发射功率较低,互调产物电平低,上行干扰不明显;当小区业务量较大时,互调产物随发生功率升高而明显抬升,小区出现严重上行干扰,即体现出上行干扰带变化随小区业务量变化而随之改变的特征。 互调干扰作为一类上行干扰,对用户感知和无线接通率、上行语音质量、掉话率、切换成功率等重要KPI指标产生严重影响。 三、互调干扰判断方法 业界对互调干扰的判断方法一般如下: 1、首先检查小区干扰带4~5级占比是否随业务量变化而明显变化,如小区忙时上行干扰严重而小区闲时上行干扰不明显,则存在互调干扰的可能性较大。 2、如果小区存在上行干扰时,降低小区发射功率或通过参数调整将小区下用户切走,小区干扰带明显降低,则说明小区存在互调干扰。 为方便互调干扰定位,华为在维护台上引入开启空闲BURST操作。开启空闲BURST后,基站在空闲的信道上也会发送空闲突发脉冲,摸拟大量用户占用场景,使所有载频都满功率发射。在小区空闲场景,开启空闲BURST后,上行干扰带4~5级占比明显增加,则说明小区存在互调干扰。 四、互调干扰定位及处理 现网基站和分布系统可能产生互调的节点:

三阶互调的算法

在移动通信领域内,频率规划是很重要的项目之一。频率规划的正确与否直接影响到工程完工之后实际的通信质量。在多信道的共用系统中,因为多个信道的同时工作,必然要产生相互干扰,为了减少频率之间的相互干扰的程度,就应该选取一些适当的频点,选用无三阶互调的频点就能够有效的抑制频率间的干扰。 三阶互调是由电路的非线性产生的三次项,在频率上满足: Fi-Fj=Fj-Fk(两信号三阶互调) Fi-Fj=Fk-Fl(三信号三阶互调) 三阶互调的意思是,只要有几个频率满足以上的关系,相互间就会构成干扰,比如在两信号的三阶互调中,Fi=2Fj-Fk,若由Fj和Fk产生的新的频率Fi落在本系统或其他系统工作的频率或通带上,就会对系统的通信造成干扰。无三阶互调就是要取出一组满足频率要求的点,使这些点的任何组合都满足Fi-Fj≠Fj-Fk,Fi-Fj≠Fk-Fl。 在一组数的范围内取出无三阶互调的点,我们可以考虑几种算法。第一种是:先将所有的组合求出,然后依照无三阶互调的条件进行判断,取出所有满足无三阶互调的组,然后依照附加条件(比如信道间隔)进行挑选;第二种是:先依照附加条件选择信道组合,再将程序求出的组合进行无三阶互调比较和判断,最终求得满足的解。 在判断无三阶互调的条件时,将每两个元素进行循环比较的方法显得过于繁杂,一般采用差分三角形法。 这个例子是取5个无三阶互调的点,取出的组(1,2,5,10,12)(引自《移动通信工程》,人民邮电出版社316页,表5-5)满足无三阶的条件,约束条件为信道间隔≥1,由这个数组可以计算出上面的差分三角矩阵。验证无三阶互调的方法是:只要这个三角矩阵中的元素不重复,则这个数组本身就满足无三阶互调。由于矩阵本身并不会很大,可以用多重循环形成差分三角形,再进行矩阵元素之间的比较。 在具体编程描述时可以考虑选用C语言或专用数学工具Matlab或者Mathematic。考虑到在求解较大型的无三阶互调组时,用C语言描述的工作量过大,牵涉到矩阵运算的循环次数过多,编程繁杂难以实现,且难以维护,故选用Matlab,Matlab以其矩阵运算的效率而闻名。 在编程的实现上,Matlab提供了很多的可以供使用的函数,这方便了我们的编程过程。对于第一种算法,COMBNK(n k)函数可以生成在n个元素里每次取出k个元素的所有组合,使用此函数很快就能获得所有组合,然后能对每一种组合求得差分三角矩阵,进而求出我们需要的无三阶互调组,这种方法在求得维数较低的无三阶互调数组时易于使用。例如在取数范围<56时使用比较方便,在CPU主频为2G的情况下,15分钟左右能求出结果,无三阶互调组的维数为7(不加任何限定条件);但是当数组变大的时候就不再适合了,此时生成矩阵的规模成几何级数增长,当要在100个点中取出维数为10的组时,有1.7310e+013种组合,这在生成矩阵的时候是不可实现的,因为Matlab不允许对默认的存储变量的大小进行修改,每个变量用8个字节来表示,那么要求系统存储矩阵的容量不能低于1.3848e+005GBytes,这在物理上也是不可行的,最终因耗尽内存而不能继续。这时应该作出在系统内存和CPU占用率上的取舍。故比较合理的解决方案是采用第二种算法。

干扰达人养成计划(9)——典型GSM互调干扰

干扰达人养成计划(9)——典型GSM互调干扰 日期:2016-11-02 21:19 浏览:605 评论:11 背景知识 在第一篇文章里面也讲解了互调干扰的相关概念,这里就不在重复。 现网应该大量存在此类干扰,GSM900的二次谐波以及1800的三阶互调,都会直接影响到F 频段的上行信号。 典型问题分析 1、问题现象 深圳移动同时建设F频段(1.9G)和D频段(2.5G)两张TDL网络,大部分与 移动2G/3G网络共站,部分新建站。在进行路测时,发现相同下行条件下F频 段的上行吞吐量较小且波动大,D频段的上行吞吐量相对平稳,且符合正常值,因此怀疑F频段上行受到干扰。 同时分析前后台数据,可发现明显的外部干扰 RB足量,且UL MCS Count的调度数一直在200次,调度数足够。 MCS降阶主要就是误码率导致

从后台跟踪可疑看出,这个站点确实存在这种DCS干扰的特征Excel中按照rsrp>-110dBm进行染色缩小后结果图。

2、处理思路 1)首先需要确定是否存在干扰;主要通过反向RSSI等指标进行判断(当前 TDS-TDL双模版本不支持反向频谱扫描功能),如果反向RSSI以及RB级 RTWP指标异常,且有规律,则可判断干扰存在; 2)接着需要扫频寻找干扰来源;主要通过天面扫频方式,结合扫频情况进行 分析,找出最终的干扰源; 天面扫频的主要方法: a)使用较高精度,便携式的频谱仪以及八木天线作为扫频工具;有条件情况下则使用高精度的频谱仪和窄波束高增益定向天线,定向性更好; b)路测扫频,进行大带宽扫频(一般情况下200M左右,以有用信号的中心频点为扫频中心频点),获取有用带宽周围的信号分布情况; c)天面扫频,在天面进行360度的频域和时域扫频,通过不同方向上干扰信号的强度对干扰来源的方向进行判断; d)在多个站点天面进行天面扫频,通过3点定位方法,确定干扰源的大致方向;

二阶互调和三阶互调

二阶互调 x+x+45=y+95 ;x=912+(a-110*0.2) ;y=1773.2+(b-827*0.2) ;a=100~124 ;b=800~859 ;计算上述5个式子可得:2(890-0.2a)=1773.2+0.2b-165.4+50 ;计算可得:122.2=0.2a-0.4b 即2a+611=b 然后可得对应得二阶互调频点为:100-811 ,101-813 102-815 ,103-817 。。。。。。。。。。115-841 ,116-843 。。。。。。。。。。123-857 ,124-859 (1)该频率计划是因为二阶互调所引起的。115频点的发射频率和接收频率之和等于841的下行频率1871,同时124频点的发射频率和接收频率之和等于859的下行频率1874.6,因此引起了二阶互调导致系统掉话。 (2)对于该网络的频率计划主要要考虑900/1800之间的二阶互调干扰和三阶互调干扰。二阶互调干扰: 1、二阶互调表现为fA+/-fB=fC,对双频网可能的表现形式有: DCS1800Tx-GSM900Tx=GSM900Rx;Tx代表基站发射频率,Rx代表基站接收频率 共站时1800发射频率与900发射频率的差频不能等于GSM900的接收频率。 2、还有一种情况就是一个基站的三个小区的BCCH之间存在这样的关系也是二阶互调: BCCH(A)+BCCH(B)=2*BCCH(C) 三阶互调干扰 三阶互调表现为:fA+fB+fC=fD,fA-fB-fC=fD,fA+fB-fC=fD或fA-fB+fC=fD。对双频网前两者不可能成立,后两者其实是同一种情况。可归结为:情况1:DCS1800Tx1-DCS1800Tx2+GSM900Tx=GSM900Rx 即:共站两1800频点发射频率的差频与GSM900频点发射频率的和不能等于GSM900的接收频率情况2:DCS1800Tx-GSM900Tx1+GSM900Tx2= DCS1800Rx 即:共站两GSM900发射频率的差频与DCS1800发射频率的和不能等于DCS1800的接收频率。

互调干扰

互调干扰 基站互调信号的产生和对GSM网络质量的影响,必须在处理网络规划和网络优化中关注。在自然界中,当两个射频信号输入到一个非线性元件中,或者通过一个存在不连续性的传输介质时,将因为这种非线性而产生一系列新的频率分量,新产生信号的频率分量满足如下频率关系,设输入的两个信号的频率为f1,f2(绝对频率): Fn=mf1+nf2 和 Fn=mf1-nf2 最常见是三阶、五阶互调分量,因为在各阶互调分量中,三阶、五阶互调产物的幅度较高。以三阶互调为例: 2f1-f2和2f2-f1的两种频谱分量距离本身信号最近,它们最有可能对系统产生干扰,频谱分布如图所示: 图1 互调信号频谱分布图 新增信号的幅度取决于器件的非线性程度或者微波传输不连续性,衡量的指标为三阶互调指标IM3。IM3定义:该指标定义为输入两个一定电平的等幅信号,由于系统的非线性而产生的三阶互调产物与输入信号的差值。一般情况下器件三阶互调指标满足要求,在频率规划时,不考虑三阶互调的频点,但对于所使用双频网(共天馈时)或使用频带特别宽的情况,下行产生的三阶互调会影响上行的接收,在排查干扰问题时重点考虑。 天线作为无源器件和微波信号传输器件,产生互调的可能有以下几个方面: 天线输入接头的清洁程度,机械性损伤,或者多次拆装造成内部的镀银层损坏和遗留在接头内的金属屑; 天线接头安装不紧密或密封不良; 密封在保护罩内部天线阵子被腐蚀; 天线输入接头到天线阵子的馈电部分被腐蚀。

互调产物干扰接收必须满足两个基本条件: 互调产物落入接收带内。 互调产物必须达到一定的电平,按照同频干扰和基站灵敏度-110dBm要求,天线端口互调产物的最大信号电平必须满足:-110dBm-9dB(同频干扰抑制因子)+ 6dB(60m馈线损耗)=-113dBm。 对于第一个条件,以M900 两个发射信号互调产物落入接收带内为例: 在对某基站第二小区拨测中,发现很明显的噪音,这个小区中的频点依次为109、87、18、96。将计算96和18频点的下行绝对频点: F1 (18) =935MHz+0.2MHz*18=938.6MHz F2(96)=935MHz+0.2MHz*96=954.2MHz 图2 3阶和5阶互调信号分布 两者的三阶互调产物信号频率为:2F1-F2=923MHz 两者的五阶互调产物信号频率为:3F1-2F2=907.4MHz 五阶互调产物都已经落入M900 的上行频带内,对应上行信号频点为 F3=(907.4-890)/0.2=87,而87频点正好是本小区使用的频点,就可能产生干扰。 对于第二个条件,仍然以这个小区为例。 该小区采用双CDU配置,TRX输出功率40W,假设馈线损耗为6dB时,输入到天线输入端口的功率为35dBm左右,不考虑其他,仅仅按照天线互调IM3=-150dB的要求来衡量,天线端口的互调产物可粗略的估计为:35dBm-150dB=-115dBm<-113dBm,将不会因互调而产生干扰。但是,如果互调指标恶化20dB,则天线口的互调产物为-95dBm,该信号通过CDU后的输入电平为-90dBm左右,形成等级为2的干扰带(干扰带门限为缺省值时)。 对于目前中国移动(1~94号频点)和中国联通(96~124)的频段化分,通过计算没

二阶互调

二阶互调 x+x+45=y+95 ; x=912+(a-110*0.2) ; y=1773.2+(b-827*0.2) ; a=100~124 ; b=800~859 ; 计算上述5个式子可得: 2(890-0.2a)=1773.2+0.2b-165.4+50 ;计算可得: 122.2=0.2a-0.4b 即2a+611=b 然后可得对应得二阶互调频点为: 100-811 ,101-813 102-815 ,103-817 。。。。。。。。。。 115-841 ,116-843 。。。。。。。。。。 123-857 ,124-859 (1)该频率计划是因为二阶互调所引起的。 115频点的发射频率和接收频率之和等于841的下行频率1871,同时 124频点的发射频率和接收频率之和等于859的下行频率1874.6,因此 引起了二阶互调导致系统掉话。 (2)对于该网络的频率计划主要要考虑900/1800之间的二阶互调干扰和三阶互调干扰。 二阶互调干扰: 1、二阶互调表现为fA+/-fB=fC,对双频网可能的表现形式有: DCS1800Tx-GSM900Tx=GSM900Rx; Tx代表基站发射频率,Rx代表基站接收频率。 共站时1800发射频率与900发射频率的差频不能等于GSM900的接收频 率。 2、还有一种情况就是一个基站的三个小区的BCCH之间存在这样的关系也是二 阶互调:

BCCH(A)+BCCH(B)=2*BCCH(C) 三阶互调干扰: 三阶互调表现为: fA+fB+fC=fD,fA-fB-fC=fD,fA+fB-fC=fD或fA-fB+fC=fD。 对双频网前两者不可能成立,后两者其实是同一种情况。可归结为:情况1:DCS1800Tx1-DCS1800Tx2+GSM900Tx=GSM900Rx 即:共站两1800频点发射频率的差频与GSM900频点发射频 率的和不能等于GSM900的接收频率 情况2:DCS1800Tx-GSM900Tx1+GSM900Tx2= DCS1800Rx 即:共站两GSM900发射频率的差频与DCS1800发射频率的 和不能等于DCS1800的接收频率。

三阶互调的计算及IP3测试原理和方法详细教程

三阶互调的计算及IP3测试原理和方法详细教程 三阶交截点(IP3)是衡量通信系统线性度的一个重要指标,他反映了系统受到强信号干扰时互调失真的大小。当系统的IP3较高时,要精确测试IP3 会比较困难,因为测试环境中各种因素(如测试配件的隔离度、线性度和匹配性等)都容易影响高IP3的测试。下面将简略介绍IP3的测试原理,详细分析高IP3的测试方法。 1IP3测试原理在无线通信设备中,器件(如放大器、混频器、调制/解调器等)的非线性通常会使同时侵入2个或多个强干扰信号发生相互调制,并产生新的频率成分,这种现象称为互调。互调干扰不仅能降低有用信号的功率,引起信号失真,降低系统选择性,还能破坏邻近信道的性能。因此,互调性能是系统常检指标,通常用IP3来表示。 IP3是工作频率信号在理想线性系统中的输出信号与三阶互调分量幅值相等时的交点,是一个固定点。如图1所示[1]。该点是虚交点,实际系统中无法直接测出,但可以通过相关的测量值计算出来。下面将简单介绍IP3计算式的原理。 虽然侵入系统的强信号可能有2个或2个以上,但为了测试的方便,假设只有2个强的等幅单音信号侵入了系统。若用一个幂级数来表示器件的非线性作用,并假设单音信号的频率分别为f1和f2,那么不难推出三阶互调分量的频率为(2f1-f2)或(2f2-f1)。IP3(IIP3,OIP3)的计算式为[2]: 其中:IIP3为输入IP3,是IP3的横坐标; OIP3为输出IP3,是IP3的纵坐标; Pin为单音信号的输入功率电平; Pout为单音信号的输出功率电平; G为被测件(Device Under Test - DUT)的小信号增益。 IMD3为三阶互调失真,他等于干扰信号的输出功率电平减去三阶互调量功率电平的值,即:

甚高频互调干扰抑制措施

甚高频互调干扰抑制措施 发表时间:2017-07-20T16:41:53.640Z 来源:《基层建设》2017年第9期作者:周小涛[导读] 摘要:伴随着民航事业突飞猛进的发展,飞行流量持续不断的增加,对管制部门的要求越来越高,对甚高频通信质量的要求也不断提高。 民航宁夏空管分局宁夏银川 750000 摘要:伴随着民航事业突飞猛进的发展,飞行流量持续不断的增加,对管制部门的要求越来越高,对甚高频通信质量的要求也不断提高。甚高频(VHF)地对空通信甚高频地空通信是空管系统对航空器实施有效空域管制的重要手段,但随着各地大量无线台站的建立,使得无线电磁环境日趋复杂。民航甚高频频段受到各种干扰比较严重,特别是互调干扰已经成为危害航空通信安全的重要原因。本文将分析 互调干扰形成的机理以及提出如何减少互调干扰所应采取的措施。 关键词:甚高频;互调干扰;三阶互调干扰 1、互调干扰概述 无线电干扰是指在无线电通信过程中发生的,由一种或多种发射、辐射、感应或组合所产生的无用能量,它对无线电通信系统的接收产生影响或对无线电通信所需接收信号的接收产生影响,通过直接耦合或间接耦合方式进入接收设备信道或系统的电磁能量,它可以导致无线电通信性能下降,质量恶化,甚至会阻断通信。 无线电干扰通常分为互调干扰、同信道干扰、邻道干扰、带外干扰、杂散辐射干扰、阻塞干扰和来自非无线电设备的干扰这七大类,其中,互调干扰是无线电通信中最严重的干扰之一。互调干扰是指当两个或两个以上的频率信号同时输入收、发信机时,由于电路的非线性而产生第三个频率F0,当F0恰好落入某个电台的工作频段中,则该台将受到干扰。互调干扰不仅影响通话质量,严重的时候会造成信号严重失真,致使空中交通管制人员与飞行人员通话困难甚至联络不上,严重干扰民航地空指挥通信系统的正常运转,直接影响到飞行安全。互调干扰还会造成设备的损坏,当发射机调试好以后,它的工作频率是处在输出电路的最佳谐振点上,这时候电路电流最小,但是互调干扰信号使工作电路失谐,电流增大,元器件发热严重,大大增加发射机的故障,影响飞行安全。 2、互调干扰形成的机理 我们知道任何一个线性系统都存在非线性系数。三阶互调是指当两个信号或多个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1,他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号,它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号,所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F1,F2信号一般比较接近,也造成2F1-F2,2F2-F1与原来的基带信号F1、F2比较接近,这样会干扰到原来的基带信号F1,F2。这就是三阶互调干扰。当情况比较复杂如有三个信号在一个线性系统中,如F1、F2、F3,他们除了产生上述说说的三阶互调外,还将产生三阶互调F1+F2-F3、F1+F3-F2、F2+F3-F1。当然,在这个过程中也会出现更高阶的互调,比如五阶互调、七阶互调,但是由于高阶互调信号强度较弱,造成的干扰较轻微,因此我们就一般不考虑更高阶的互调干扰,而认为三阶互调是最主要的干扰。 3、互调干扰的分类 互调干扰来源于电路的非线性,根据产生的位置不同,我们大致可分为以下三种: 3.1发射机互调干扰 由于其他信道的发射信号或RF共用器件耦合到发射机末级与本机,发射信号在功放电路中相互调制而产生新的频率组合,随同有用信号一起发射出去,对接收机形成干扰。这类干扰称为发射机互调干扰。 3.2接收机互调干扰 在接收机的前端电路中,同时两个偏离接收频率的干扰信号同时侵入接收机时,由于高频放大器和变频器的非线性,使其调制而产生互调频率,互调频率落入接收机频带内造成的干扰称为接收机互调干扰。 3.3外部效应引起的互调干扰 在发射机发射端传输电路中,由于天线、馈线接头以及其他接点接触不良,或者是异种金属的接触部分所引起非线性的原因,在强射频电场中起检波作用,从而产生互调干扰。这类干扰称为外部效应互调干扰。这类互调干扰的特性比较复杂,它是随天气和气候变化而变化,白天也黑夜、干燥和潮湿、甚至上午与下午的干扰程度都不尽相同。 4、减少互调干扰的措施 互调干扰不仅影响通话质量,严重时还会造成信号的严重失真,致使空管人员与飞行人员通话困难甚至联络不上严重干扰地空通信系统的正常运转。因此我们要想方设法去使互调干扰的危害降到最小,下面就各种互调提出减小互调干扰应采取的措施。 4.1对于减少发射机互调干扰采取的措施 1)改善发射机与天线馈线的匹配。2)改善发射机末级功放的性能,提高其线性动态范围。3)在民航VHF通信中,甚高频设备大多采用共用天线系统,各发射机与天线间可插入单向隔离器或单向隔离器与腔体滤波器的组合器件。4)在台站规划建设时,根据互调干扰产生的条件选用无三阶互调工作频率组。 4.2对于减少接收机互调干扰采取的措施 1)接收机输入回路应有良好的选择性,如采用多级调谐回路,以减少进入高效的强干扰。2)高放和混频器宜采用具有平方律特性的器件,如结型场效应管。3)接收机前端加入衰减器,降低干扰信号电平。 4.3对于减少外部效应引起的互调干扰 如果发信机的高频滤波器、射频避雷器及天线馈线等插件接触不良,或者发信机天线螺栓等金属构件有锈蚀,会存在非线性作用而出现的互调现象,这是由外部效应引起的互调现象。只要采用适当措施,如保证插接部件接触良好,并用良好的涂料防止金属构件锈蚀,便可以避免。

三阶互调

三阶互调 (Third Order Intermodulation 或3rd Order IMD)是指当两个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),他们俩的合称为三阶信号。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号,所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。他所表明的是确切含义是,一个线性系统所包含的非线性系数的大小. 公式 三阶互调公式:f1+f2-f3,2f1-f2,2f2-f1 三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1,他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号,它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号,所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F2,F1信号比较接近,也造成2F1-F2,2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1,F2。这就是三阶互调干扰。既然会出现三阶,当然也有更高阶的互调,这些信号不也干扰原来的基带信号么?其实因为产生的互调阶数越高信号强度就越弱,所以三阶互调是主要的干扰,考虑的比较多。不管是有源还是无源器件,如放大器、混频器和滤波器等都会产生三次互调产物。这些互调产物会降低许多通信系统的性能。 1、三阶互调的产生 三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号混频后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1,他与F2产生了寄生信号2F1-F2和2F2-F1。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),所以称之为三阶互调。 由于F2,F1信号一般比较接近,也造成2F1-F2,2F2-F1会干扰到其它基站的信号,这就是三阶互调干扰。 2、三阶互调的影响 假如某基站输出的互调干扰为-36dBm(满足无委指标),互调信号和有用信号一起通

单向滤波器解决互调干扰

一。什么是互调干扰 在同一个地点,有两台发射机以上,就可能产生互调干扰。发射机A发出的射频信号f A从空中再通过发射机B的天线,进入发射机B 的功放级,与该机发射频率f B相互调制,产生出第三个频率f C。反之,同时产生f D。所以,在该处两台发射机发出四个频点的射频功率信号。其中f C和f D是互调产物(见图一)。 另解: 当两个或多个干扰信号同时加到接收机时,由于非线性的作用,这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通 过接收机,其中三阶互调最严重。由此形成的干扰,称为互调干扰。互调干扰和交调干扰一样,主要产生在高放和变频级。 二。解决互调干扰的办法 合理地分配频率资源,发射机与发射机之间拉开距离,是解决互调干扰最有力的方法。下面对几种抗干扰器件作简单介绍。

1、单向器 单向器又称单向滤波器、单向隔离器。它是从微波器件—环行器原理上发展起来的,专门为无线寻呼发射机设计,具有吸收从外界通过天馈系统进入发射机的干扰信号之能量,以及有保护发射机,减少故障率等功能。 单向滤波器由精密烧结和研磨的旋磁、恒磁为主,配以微带电感、电容、电阻、腔体等组成耦合、谐振、滤波电路。在旋转磁场作用下,电磁波信号具有单向传递的特性。信号旋转120度几乎无损伤地从输出端出去;外界的信号,从输出端进入,同方向旋转120度进入吸收端变为热能散发掉(见图4)。 2、带通滤波器 3、隔离滤波器(即单向器+滤波器) 隔离滤波器是由单向器和腔体滤波器的组合而成,它集中了两者的优点,使其隔离带宽非常宽,隔离度非常深,对杂波和互调干扰的抑制有很好的功效。三。互调干扰的危害性 1、对发射机的危害 当发射机调试好后,它的工作频率f0是处在输出电路的最佳谐振点上,这时电路的电流应是最小。而互调产物使电路工作失谐,元件发热严重,大大增加发射机的故障率,减少其寿命。 2、降低有效功率 一般来说,发射机的功率测量采用直通式功率计,有一定的带宽(有的带宽达1千MHz)由于功率是频谱能量的积分,所以,直通式功率计测出来的功率是有效主频功率和无用的互调产物功率总和。如功率计显示100W,有可能实际上主频f0的功率仅有80W。其余20W 是互调产物的功率以及杂波分量之功率。 3、畸变主频f0的频谱 主频频谱畸变后,由BP机收到的射频信号解调出的数据,其相位将发生严重的抖动,从而BP机产生误码(标准的抖动应小于1/4t )。结果是大大减少了系统覆盖的范围。4、干扰空间电波秩序 互调产物也是由发射机发出的射频能量信号,该信号与另一台发射机再次互调,还会产生另一个互调产物。所以,在发射机多的基站上空,有许许多多无序频谱能量,有的人称之为背景噪声。这些信号,与其它差转接收机频率或寻呼BP机频率相同的概率非常之大。同时,也严重干扰民航导航信号、广播

IMD三阶互调失真分析

由二个频率产生的三阶互调失真是现代通信系统中普遍存在的问题。当系统中二个(或更多)的载频信号通过一个无源器件,如天线、电缆、滤波器和双工器时,由于其机械接触的不可靠,虚焊和表面氧化等原因,在不同材料的连接处会产生非线性因素,这就像混频二极管。二个载频信号(F1和F2)及其二次谐波(2F1和2F2)所进一步产生的最大互调产物就是三阶互调失真(2F1-F2和2F2-F1)。三阶互调产物(IM3)的典型指标是当二个+43dBm 的载频信号同时加到被测器件(DUT)时,其产生的IM3值不大于-110dBm,也就是-153dBc。 二阶互调失真会降低通信系统的性能。发射信号中过大的三阶互调产物会干扰其它的接收机,最终造成接收机无法正常工作。通常,设计者较为关心有源器件的互调测试。但是随着通信系统的发展和系统质量的提高,对无源互调的测量也越来越重视了。 WCDMA系统的无源互调 在GSM900/1800和800MHzCDMA通信系统中,由发射频段产生的三阶互调产物会落入到它们各自的接收频段。而WCDMA频段则不同,其发射频段(2110MHz~2170MHz)产生的三阶互调产物不会落入到其自身的接收频段 (1920MHz~1980MHz),而会落到发射频段。通过以下数学计算可以来验证这个现象。 三阶互调产物FIM3=2F1-F2,其中F1=[2110、2170],F2=[2110、2170]。要证明FIM3≠[1920、1980],只要求出FIM3的取值范围,再看这个集合与[1920、1980]是否有交集即可。 要求FIM3的取值范围,关键要求出其最小值FIM3(min)和最大值FIM3(max): FIM3(min)=2F1min-F2max=2×2110-2170=2050;FIM3(max)=2F1max-F2min=2×2170-2110=2230。可见,FIM3=[2050、2230]与[1920、1980]无相交部分,也就是说FIM3≠[1920、1980]。 通过计算工具也可以表征WCDMA频段三阶互调的变化趋势,这种变化趋势与上述计算结果是一致的,见图1所示。

互调干扰详解

互调干扰:是指几个不同频率的信号通过非线性电路时,会产生与有用信号频率相同或相近的频率组合,而对通信系统构成的一种干扰。根据IS95规范和国家无委的检测标准,GSM直放站产生的杂散和互调信号在9KHz-1GHz时小于-36dBm,在1GHz-12.75GHz时小于-30dBm。 在移动通信系统中,互调产生的原因有三方面:发信机互调、接收机互调和外部效应引起的互调。 直放站的杂散和互调的产生主要来自于直放站内部的功放模块。发射机互调是由于直放站在多个发信机(载波)同时工作时,因合路器系统的隔离度不够而导致信号相互耦合,干扰信号侵入发射机末级功率放大器,从而与有用信号之间合成互调产物,并随有用信号发射,造成干扰。接收机互调主要是由高放级以及第一混频级电路的非线性所引起。外部效应引起的互调主要是由于发射机馈线、高频滤波器等无源电路接触不良,以及由于异种金属的接触部分非线性等原因,使强电场的发散信号引起互调,产生干扰源。 当有多个频率信号通过非线性电路时,便会相互调制产生互调失真,以二阶和三阶失真幅度为最大,阶数越高失真越小。二阶互调fa+fb、fa-fb等,因其频率远离主导信号频率fa、fb,可不考虑:三阶互调的两种模型2fa-fb、fa+fb-fc,因其频率接近或等于主导信号频率,对通信的影响最大;三阶以上互调失真幅度较小,均可不考虑。移动通信设备主要考虑三阶互调的影响。 (1)互调干扰对系统的影响:

对其它运营商的影响:当一个运营商(移动或联通)开通了一台杂散和互调较高的直放站时,互调和杂散信号落在本运营商的频带外,会对附近另一个运营商的下行信号造成同频干扰。 如:运营商A欲在一四层楼上安装一台直放站,杂散和互调为-36dBm(满足无委指标),杂散和互调信号和有用信号一起通过17dBi 的业务天线发射,那么杂散和互调信号在天线正面的输出强度为-18dBm,根据自由空间无线信号传播公式可知,相距10米衰减大约50dB,相距100米衰减大约70dB,相距1公里大约衰减90dB;可以算出对其它运营商的下行信号带来的同频干扰。在无阻挡环境下天线正前方100米以内同频干扰大于-88dBm,这时如果另一运营商的信号强度低于-79dBm,使得载波干扰比低于9,就会造成无法接通的情况发生。因此,在做室内或室外直放站工程时,控制各运营商的设备及天线的距离,对避免干扰非常重要。 2)对相邻基站小区的影响: 在使用大功率宽带直放站时,互调指标比较高,由于带宽选择直放站所有的信道都共用一个功放模块,而后级的滤波器是一个宽带滤波器,对通带内的互调信号没有抑制作用,因此很难满足IS95规范对互调信号的要求。如果恰好能接收到附近本运营商基站的同频信号,输出时后级宽带滤波器对它们不产生任何抑制,那么会产生严重的同频干扰。 假设直放站输出功率10W,一般三阶互调40dBc,三阶互调实际输出电平(0dBm),如施主基站使用80、84两个载波,三阶互调信

移动通信系统中互调的产生机制与干扰排查

移动通信系统中互调的产生机制与干扰排查 移动通信系统中互调的产生机制与干扰排查 1概述互调(IM,InterModulation)是指当两个或多个频率信号经过具有非线性特征的器件时产生的与原信号有和差关系的射频信号,又称互调产物、交调或交调产物。为了提升系统容量,通信系统中同时采用多个载波(频点)的现象非常普遍,而且载波功率也有逐渐加大的趋势;考虑到实际电路通常都具备非线性特点,互调及互调干扰成为常见现象,在蜂窝移动通信系统、微波通信系统、集群移动通信系统、卫星通信系统、舰船通信系统等系统、民航通信系统、有线电视系统等系统中都有发现并引起广泛注意。 互调一般分成有源互调和无源互调两种。鉴于所产生互调产物的严重程度,传统上人们主要关注有源互调,但随着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。文献[1]对比了有源互调和无源互调的特征:有源互调的特点:(1)有源电路的非线性相对固定,不随时间而变化;(2)分析理论相对成熟;指标明确,规范均能给出明确指标要求;(3)传输方向相对稳定;(3)可通过增加带通/带阻滤波器或改善滤波器性能加以抑制,高阶互调干扰几近忽略。 无源互调的特点:(1)随功率而变,美国安费诺公司的实验证实,输入功率每增大1dBm,PIM产生电平变化约3dBm;(2)随时间而变。材料表面氧化、连接处接触压力、电缆弯曲程度等均会随时间发生改变,进而影

响非线性程度。(3)研究理论滞后,仿真研究手段未有实质突破,离工程化尚有相当距离。(4)产生环节多,传输方向非单一,难以抑制。(5)存在高阶互调。资助信息:本文受国家“新一代宽带无线移动通信网”重大专项“TD-LTE网络优化工具开发”(2010ZX03002-008)项目资助 22互调的产生机制[1][2]2.1谐波的产生机制假设网络中只有一个单频信号输入,输出信号和输入信号之间的关系如下:(1)上式中,为直流项,为线性放大项,、等高次幂项系数非零时,输出信号就会出现非线性增大失真,即通常所说的谐波和互调干扰。单频信号经过接收机等处理后,输出信号常常会伴有N倍频率的信号,这就是所谓的N次谐波。假设输入一个单频正弦波,代入泰勒展开式中,展开式右边的2次幂项为:(2)上式出现了2倍频信号(),即通常称作的2次谐波干扰信号;同样地,展开式右边的3次幂项可以得到3次谐波干扰信号-----。2.2互调的产生机制假设网络中两个单频信号输入,那么此时产生的干扰除了谐波外,还有互调。(3)A.2阶互调的推导泰勒展开式展开后的2次幂项为:(4)上式中,和数学变换后得到的是上面已经介绍过的2次谐波干扰信号,而经过三角变换后得到:(5)此式中的后两项即是所谓的2阶互调项,信号频率分别是:和。B.3阶互调的推导两个标准正弦信号代入泰勒展开式后的3次幂项为:(6)上式中,和数学变换后引起的是3次谐波项,而经过三角变换后得到:(7) 此式中的后两项即是所谓的3阶互调项,信号频率分别是:2f0-f1和2f0+f1。同样,也可以经过三角变换得到两个3阶互调项,信号频率分

室分项目互调干扰规避技术参考 (V1.0) - 副本

室分项目互调干扰规避技术参考 (V1.0) 中国铁塔股份有限公司 2018年6月

目次 1室分项目存在的主要干扰 (1) 2室分项目互调指标建议 (2) 2.1室分项目互调指标总体建议 (2) 2.2分场景分系统互调指标建议 (3) 2.2.1高铁/地铁隧道场景 (3) 2.2.2楼宇类室分场景 (4) 3室分项目干扰规避措施 (4) 3.1严格把关产品质量 (4) 3.2关注设计方案要点 (5) 3.2.1信源设计要点 (5) 3.2.2分布系统设计要点 (7) 3.3做好施工验收工作 (8) 3.4应用新产品、新技术解决干扰问题 (9) 附录 A 室分项目互调干扰模拟测试结果 (10) A.1测试条件 (10) A.2测试结果 (10)

前言 为了深入分析无源室分项目存在的干扰问题,在前期无源室分产品互调干扰验证测试成果的基础上,总部技术部联合中兴公司、中国信通院及江苏、海南、天津、北京等分公司,在南京联合创新实验室开展了更加细化的分场景、分系统无源室分干扰测试工作。 基于本次无源室分干扰测试成果,结合对分公司的调研情况,在公司无源室分产品技术标准和技术指导意见的基础上,总部技术部编制了《室分项目互调干扰规避技术参考(V1.0)》,给出了无源室分项目分场景分系统互调指标建议值,并指出了在产品质量、设计方案、施工验收等重点环节需要关注的要点,指导分公司结合本地电信企业实际要求制定合理、可行的干扰规避方案,提升公司室分服务质量,助力室分业务实现健康可持续发展。 本文件适用于无源室分项目。

1 室分项目存在的主要干扰 无线通信系统间的干扰主要有杂散干扰、阻塞干扰和互调干扰三种类型。在无源室分项目中,公司标准化POI产品定义的隔离度指标能够规避各系统共享时产生的杂散干扰和阻塞干扰的影响,但互调干扰的影响与整个分布系统的互调指标密切相关,且随着互调指标的恶化影响急剧加重,需要给予重点关注。 互调产物电平随阶数增加而加速降低,二阶、三阶互调产物影响较大,共享无源室分中互调组合复杂,互调产物集中在1.8GHz、1.9GHz频段,对LTE1.8G、LTE2.1G及W2.1G 上行影响较大。 表1典型的二阶、三阶互调组合表

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