射頻電纜的無源互調(diào)測試

即使假設(shè)電纜是無損耗的，電纜產(chǎn)生的群時延還是被包含在模型中的，具體如下式：

其中：
k：與頻率有關(guān)的通過電纜(2p/l)的電磁波數(shù)
v：同軸電纜的傳輸速率
L：電纜的長度

電纜b端和端口2的互調(diào)響應(yīng)表示為：

當(dāng)公式中IMa、IM1、IMb、和IM2已知，落在端口2上，總的通過（前向）互調(diào)表達式為：

上式表示同時落在互調(diào)測試設(shè)備端口2上的四個互調(diào)響應(yīng)，不依賴于互調(diào)頻率。假設(shè)單獨的互調(diào)源是不依賴于頻率的，且電纜的損耗是一個常數(shù)，那么整條集成電纜的通過互調(diào)響應(yīng)將不依賴于頻率。

我們可以采用相似的過程來描述反射互調(diào)響應(yīng)。反射互調(diào)響應(yīng)可以由下式來給出：
Reflected IM at Port ( 1) = IM_a + IM₁ + H(w)∗(IM_b + IM₂ )

簡化為：

上式表示端口1中的反射互調(diào)響應(yīng)是端口1和電纜b端響應(yīng)的合成，加上由于電纜b端和端口2的互調(diào)響應(yīng)的合成造成的移相響應(yīng)。由于存在一個不同相位的互調(diào)源的合成向量，所以，我們認為反射互調(diào)響應(yīng)是一個與電纜的頻率和電長度有關(guān)的函數(shù)。

五、集成電纜互調(diào)響應(yīng)的測量

為 了驗證該模型，我們使用SI-1900A型無源互調(diào)失真分析儀來測量無線通信應(yīng)用中一種典型的集成跳線。該集成跳線長1.5米，廠商標(biāo)注的速率因子為 82%，兩端分別安裝有一個DIN-M型接頭。載波功率設(shè)置為20W/路。分析儀的自適應(yīng)邏輯電路確保了測試過程中，載波的功率變化不超過0.2dB。分 析儀的底噪不超過-140dBm，即當(dāng)施加一個+43dBm的載波功率時，分析儀的互調(diào)底噪不超過-163dBc。

圖3顯示了反射和通過互調(diào)響應(yīng)的測量結(jié)果曲線，以及相應(yīng)的預(yù)測曲線。電纜每個端口上的互調(diào)響應(yīng)值，是通過假設(shè)前向互調(diào)響應(yīng)是由兩個分別在電纜兩端的等幅互調(diào)源之和組成的。反射互調(diào)響應(yīng)值僅由該模型來決定，且不用調(diào)節(jié)使之與測得的數(shù)據(jù)相匹配。

圖3：集成電纜無源互調(diào)失真的測量結(jié)果與預(yù)計曲線

如圖3所示，盡管預(yù)計數(shù)據(jù)中的反射互調(diào)響應(yīng)0點的深度值遠遠大于實際測得的數(shù)據(jù)，但是總的通過和反射響應(yīng)趨勢是符合模型的預(yù)計曲線趨勢。這非?？赡苁怯捎谀Ｐ椭械暮唵渭僭O(shè)和電纜實際性能之間的差別造成的。

1）假設(shè)在模型中的互調(diào)源是等幅的。但是實際上，電纜兩端的互調(diào)響應(yīng)可能并不是等幅的。這就導(dǎo)致了模型的互調(diào)0點值好于測量所得數(shù)據(jù)。
2）在這個簡單的模型中，假設(shè)電纜是無損耗的，那么，當(dāng)互調(diào)從電纜的一端傳輸?shù)搅硪欢藭r，將仍然維持原始的振幅。但是實際測量中，互調(diào)從電纜的一端傳輸?shù)搅硪欢藭r，必將產(chǎn)生損耗，這就會造成電纜中兩個互調(diào)響應(yīng)的不一致，從而產(chǎn)生一個深度較淺的0點值。
3）假設(shè)測試設(shè)備所產(chǎn)生的互調(diào)響應(yīng)與電纜接頭的互調(diào)響應(yīng)是協(xié)同定位的。在實際測量中，由于在測試設(shè)備的端口1和端口2上使用了接頭保護器（插孔適配器），使得測試設(shè)備和電纜接頭之間產(chǎn)生3cm的距離，進而大約在測得的0值深度處產(chǎn)生額外的互調(diào)響應(yīng)。

六、結(jié)論

在簡化的無源互調(diào)模型中，電纜的反射互調(diào)和通過互調(diào)被準(zhǔn)確的預(yù)計。而且模型預(yù)計和實際測量所得的結(jié)果之間的差異也可以很容易解釋。

負責(zé)系統(tǒng)的整體實現(xiàn)和器件的互調(diào)性能的工程師可以通過這些結(jié)果的應(yīng)用，來幫助理解現(xiàn)場或?qū)嶒炇噎h(huán)境中的無源互調(diào)測量?；谝陨辖Y(jié)果的結(jié)論包括：

如果電纜是低損耗的，且電纜每一端產(chǎn)生的互調(diào)被認為是基本相似的，那么一般來說，測得的通過互調(diào)響應(yīng)比電纜任一端的響應(yīng)大6dB，而且通常與頻率無關(guān)。該響應(yīng)表現(xiàn)為電纜反射或通過互調(diào)測量中的最大（或接近最大）的互調(diào)響應(yīng)。

如果測量低損耗電纜的反射無源互調(diào)，那么測得的互調(diào)值會隨著互調(diào)頻率的改變而改變。因此，測量單一頻率的反射互調(diào)可能不能真正說明整個系統(tǒng)產(chǎn)生的無源互調(diào)失真的影響。

合理選擇電纜的長度可以導(dǎo)致互調(diào)源之間的相消干擾，從而產(chǎn)生一個低的系統(tǒng)互調(diào)響應(yīng)。這個特性可以用來選定發(fā)射機架與基站調(diào)諧箱面板間跳線的長度，實現(xiàn)頻組分配。

當(dāng)長電纜的一端產(chǎn)生的大互調(diào)響應(yīng)與電纜另一端的小互調(diào)響應(yīng)合成時，很可能會產(chǎn)生一個與頻率高度相關(guān)的反射互調(diào)響應(yīng)。這種情況可能是因為基站中有一個由于有缺陷或設(shè)計不合理的天線返回的大互調(diào)信號造成的。

當(dāng)同軸電纜的 溫度改變（比如，電纜的損耗發(fā)熱或者陽光的照射）時，電纜的電長度將會發(fā)生變化。這種變化會造成電纜長度的增加，以及速率因子的減小。當(dāng)電纜的長度變化 時，使得多個互調(diào)源間的相位改變，從而造成基站雙工機接收端產(chǎn)生的互調(diào)值發(fā)生變化。那么，互調(diào)值隨溫度函數(shù)增加或減小，將會導(dǎo)致基站容量的變化。

雖然，本文以射頻集成電纜為例來說明互調(diào)的測量，但該結(jié)論可以延伸并同樣適用于任何兩端口器件。根據(jù)器件本身傳輸函數(shù)的定義，與雙工器、濾波器或天線相關(guān)的互調(diào)特性也可以被確定了。