射頻電纜的無(wú)源互調測試

即使假設電纜是無(wú)損耗的，電纜產(chǎn)生的群時(shí)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(guò)電纜(2p/l)的電磁波數
v：同軸電纜的傳輸速率
L：電纜的長(cháng)度

電纜b端和端口2的互調響應表示為：

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

上式表示同時(shí)落在互調測試設備端口2上的四個(gè)互調響應，不依賴(lài)于互調頻率。假設單獨的互調源是不依賴(lài)于頻率的，且電纜的損耗是一個(gè)常數，那么整條集成電纜的通過(guò)互調響應將不依賴(lài)于頻率。

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

簡(jiǎn)化為：

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

五、集成電纜互調響應的測量

為 了驗證該模型，我們使用SI-1900A型無(wú)源互調失真分析儀來(lái)測量無(wú)線(xiàn)通信應用中一種典型的集成跳線(xiàn)。該集成跳線(xiàn)長(cháng)1.5米，廠(chǎng)商標注的速率因子為 82%，兩端分別安裝有一個(gè)DIN-M型接頭。載波功率設置為20W/路。分析儀的自適應邏輯電路確保了測試過(guò)程中，載波的功率變化不超過(guò)0.2dB。分 析儀的底噪不超過(guò)-140dBm，即當施加一個(gè)+43dBm的載波功率時(shí)，分析儀的互調底噪不超過(guò)-163dBc。

圖3顯示了反射和通過(guò)互調響應的測量結果曲線(xiàn)，以及相應的預測曲線(xiàn)。電纜每個(gè)端口上的互調響應值，是通過(guò)假設前向互調響應是由兩個(gè)分別在電纜兩端的等幅互調源之和組成的。反射互調響應值僅由該模型來(lái)決定，且不用調節使之與測得的數據相匹配。

圖3：集成電纜無(wú)源互調失真的測量結果與預計曲線(xiàn)

如圖3所示，盡管預計數據中的反射互調響應0點(diǎn)的深度值遠遠大于實(shí)際測得的數據，但是總的通過(guò)和反射響應趨勢是符合模型的預計曲線(xiàn)趨勢。這非?？赡苁怯捎谀Ｐ椭械暮?jiǎn)單假設和電纜實(shí)際性能之間的差別造成的。

1）假設在模型中的互調源是等幅的。但是實(shí)際上，電纜兩端的互調響應可能并不是等幅的。這就導致了模型的互調0點(diǎn)值好于測量所得數據。
2）在這個(gè)簡(jiǎn)單的模型中，假設電纜是無(wú)損耗的，那么，當互調從電纜的一端傳輸到另一端時(shí)，將仍然維持原始的振幅。但是實(shí)際測量中，互調從電纜的一端傳輸到另一端時(shí)，必將產(chǎn)生損耗，這就會(huì )造成電纜中兩個(gè)互調響應的不一致，從而產(chǎn)生一個(gè)深度較淺的0點(diǎn)值。
3）假設測試設備所產(chǎn)生的互調響應與電纜接頭的互調響應是協(xié)同定位的。在實(shí)際測量中，由于在測試設備的端口1和端口2上使用了接頭保護器（插孔適配器），使得測試設備和電纜接頭之間產(chǎn)生3cm的距離，進(jìn)而大約在測得的0值深度處產(chǎn)生額外的互調響應。

六、結論

在簡(jiǎn)化的無(wú)源互調模型中，電纜的反射互調和通過(guò)互調被準確的預計。而且模型預計和實(shí)際測量所得的結果之間的差異也可以很容易解釋。

負責系統的整體實(shí)現和器件的互調性能的工程師可以通過(guò)這些結果的應用，來(lái)幫助理解現場(chǎng)或實(shí)驗室環(huán)境中的無(wú)源互調測量?；谝陨辖Y果的結論包括：

如果電纜是低損耗的，且電纜每一端產(chǎn)生的互調被認為是基本相似的，那么一般來(lái)說(shuō)，測得的通過(guò)互調響應比電纜任一端的響應大6dB，而且通常與頻率無(wú)關(guān)。該響應表現為電纜反射或通過(guò)互調測量中的最大（或接近最大）的互調響應。

如果測量低損耗電纜的反射無(wú)源互調，那么測得的互調值會(huì )隨著(zhù)互調頻率的改變而改變。因此，測量單一頻率的反射互調可能不能真正說(shuō)明整個(gè)系統產(chǎn)生的無(wú)源互調失真的影響。

合理選擇電纜的長(cháng)度可以導致互調源之間的相消干擾，從而產(chǎn)生一個(gè)低的系統互調響應。這個(gè)特性可以用來(lái)選定發(fā)射機架與基站調諧箱面板間跳線(xiàn)的長(cháng)度，實(shí)現頻組分配。

當長(cháng)電纜的一端產(chǎn)生的大互調響應與電纜另一端的小互調響應合成時(shí)，很可能會(huì )產(chǎn)生一個(gè)與頻率高度相關(guān)的反射互調響應。這種情況可能是因為基站中有一個(gè)由于有缺陷或設計不合理的天線(xiàn)返回的大互調信號造成的。

當同軸電纜的 溫度改變（比如，電纜的損耗發(fā)熱或者陽(yáng)光的照射）時(shí)，電纜的電長(cháng)度將會(huì )發(fā)生變化。這種變化會(huì )造成電纜長(cháng)度的增加，以及速率因子的減小。當電纜的長(cháng)度變化 時(shí)，使得多個(gè)互調源間的相位改變，從而造成基站雙工機接收端產(chǎn)生的互調值發(fā)生變化。那么，互調值隨溫度函數增加或減小，將會(huì )導致基站容量的變化。

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