快速准确的无源互调 (PIM) 测量

您的任务

在高功率电平下，电缆、连接器和（复式）滤波器等设备中可能出现无源互调 (PIM) 现象。比如，在现代无线通信系统中，PIM 是基站收发信机的一个主要考量；在此类收发信机中，PIM 信号的频率可能与复式滤波器的接收机路径频率相冲突，导致接收机的灵敏度下降。因此，生产过程中复式滤波器的 PIM 测试至关重要。PIM 测量需要在被测设备 (DUT) 上应用双音，最好是采用频率和功率扫描的形式。传统的多仪器测试装置（基于信号发生器和频谱分析仪）功能有限，并且需要通过编程来控制和调整仪器。基于单源网络分析仪的解决方案也需要使用外部信号发生器，并且提供的测量配置十分有限。

另外一个挑战在于需要在高功率电平下提供稳定的信号。功率放大器的热稳定效应会导致输出功率变化，用户必须克服这个问题，以确保被测设备获得经过校准的稳定功率。为避免损坏测试设备和被测设备，在连接（或断开）被测设备时，必须先关闭放大器，然后重启。但是，放大器重启之后需要经过一定时间才能重新恢复到稳定的操作状态。意识到难以预测需要多长时间才能实现稳定操作，并且考虑到速度是生产环境中的重要因素，等待功率放大器达到稳定状态的做法无疑不可取。

测试与测量解决方案

使用 R&S^®ZVA四端口矢量网络分析仪（带两个内部源）可以生成频率偏移双音（可使用一台仪器快速扫描）。R&S^®ZVA-K4变频软件选件包含互调测量菜单，便于有效配置测试装置，以便进行频率扫描或功率扫描测量。

双音可应用到 R&S^®BBA150宽带放大器，以产生所需的高功率电平。这些放大器提供高达 6 GHz的频率和 15 W至 200 W的输出功率，适用于进行 PIM 测量。

借助 R&S^®ZVA 的自动电平控制 (ALC) 功能，可以向被测设备提供稳定且准确的测试信号。使用在相关端口的参考接收机测量的功率电平，用户可以通过 ALC 功能准确、独立地控制端口 1 和端口 3 的双音的源输出功率。这样一来，用户可以在短暂的 ALC 稳定时间内快速调整参考面（被测设备）的输出功率。ALC 有助于克服热稳定时间、功率稳定时间以及放大器输出功率变化的问题。用户可在连接被测设备之后直接着手测量，测试时间从每次扫描需数分钟缩短到通常不足一秒。生产吞吐量显著提高。大多数情况下，ALC 功能的默认值便已足够，可提供非常低的 0.1 dB稳定公差。如有需要，也可以单独设置 ALC 参数以满足特定的测试要求。

在初始功率校准期间，内部源产生的功率与在相关参考接收机测量的功率电平以及参考面提供的理想功率相关联。对于基站收发信机的复式滤波器上的 PIM 测量，这种独特的解决方案可经配置，以便向被测设备提供高达 +47 dBm 的所需功率电平。使用此应用说明中所述的测试参数和组件，可以在 43.5 dBm（1 Hz 中频）、大约 2 GHz的条件下实现高达 –168 dBc的宽动态范围。通过接收机直接接入，动态范围可再增加 10 dB 。

总结

PIM 测试性能主要取决于功率放大器的（热）稳定时间，后者可反过来影响电平准确性、稳定性和测试时间。四端口 R&S^®ZVA 矢量网络分析仪带两个内部源和自动电平控制 (ALC) 功能，并结合 R&S^®BBA150宽带放大器提供独特的解决方案，能够非常快速、准确地进行可重复的 PIM 测量。