大功率多信道通信系统中无源互调的产生机理和测试系统的设计（一）

1.引言

随着科技的不断地发展和进步，移动通信技术也在飞速发展，从早期的1G(FirstGeneration-第一代移动通信技术)，到前些年的2G(Second Generation-第二代移动通信技术)，再到最近几年火热的3G,以及正在布点试网的4G,移动通信系统在不断地更新换代，移动通信基站也在不断地增加扩容。从2012年中国工业和信息化部发布的通信业运行报告中移动通信用户总数首次突破10亿的数据上也可见一斑。随着移动通信技术飞速发展和移动通信用户的不断增加，我们的通信系统也要持续升级以满足增加的数据传输要求，然而这些飞速的发展和升级并不是完全是积极向上的，也会带来一系列的问题出现。比如无源互调干扰，各运营商不同网络间的干扰，同邻频干扰以及直放站、干放有源干扰等。

而其中最为突出的就是无源互调干扰问题。

在大功率、多信道通信系统中，存在各种各样无源器件(天线、射频馈线、连接件、避雷器、滤波器、双工器、定向耦合器、射频终端负载及衰减器等)，这些无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波，而这些谐波与工作频率混合在一起会产生一组新的频率，其最终结果就是在空中产生一组无用的频谱从而影响通信系统的正常的通信。这就是大功率多通道通信系统中无源互调干扰问题。

无源互调指标是衡量移动通信质量的一个重要指标，但过去由于技术不成熟、没有统一的测试标准或者是一套测试系统太过昂贵等因素导致我们对其重视不够。

但随着移动通信系统中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，引起越来越多的专家和研究学者对无源互调干扰的重视。而且目前中国各移动运营商也已经将无源互调标准纳入集采要求。这些都迫使我们去对无源互调进行研究分析，对互调干扰进行合理地测量并找到有效降低干扰的措施。

2.PIm的基本理论

无源互调( P a s s i v e I n t e r m o d u -lation,简称PIm)，是由无源射频器件，如天线、射频馈线、连接件、避雷器、滤波器、双工器、定向耦合器、射频终端负载及衰减器等器件的非线性产生的。当两个或两个以上的信号在具有非线性无源器件中混合时，无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波，而这些谐波与工作频率混合在一起会产生一组新的频率，这组新的的频率就是PIm产物。当这些PIm产物落在系统的接收频道内，接收机的灵敏度会降低，从而会导致通话质量或者系统的载波干扰比降低，系统的容量会减少，同时在数字信号传输过程中提高了误码率等，无源互调在日常通信中最常见的表现是在通信过程中遇到的回音、拨不通、在打电话中听到第三方声音等。

无源器件都存在非线性，仅仅在功率不大时可以考虑无源器件为线性。一般的移动通信系统中往往包含多个频率信号，为了分析P I m产物的产生和P I m的基本理论，不失一般性，我们考虑最简单的情况进行分析。即系统中有两路信号f1和f2同时作用于非线性无源器件，则有 :

式中m,n均为整数，可以为正整数、负整数和不同时为零，(