大功率多信道通信系統中無源互調的產生機理和測試系統的設計（二）

5.PIM測試系統的設計

目前中國的三大移動通信采購商已經將互調指標納入集采要求，且各個設備及系統供應商也將互調指標較好的產品與互調指標較差的產品在采購價格上區分開來，互調指標更好的產品可以獲得更大的利潤空間。這些都迫使下游的設備制造商或者分包商們必須對生產產品的PIM進行測試區分。從通信產品采購商到分包商再到制造商，每個環節都需要進行測試或者驗收，這就要求每個環節至少有一套PIM測試設備，按照中國上百家的設備制造商來算的話，PIM測試設備的潛在需求非常之大。

在選擇測試儀表進行無源互調測試方面，雖然市場上生產PIM測試設備的生產商有很多家，國內的、國外的都有，但是能夠提供的精準測量儀表還很有限。其中，國外產品很有優勢，以美國S u m m i t e k、Rosenberger為代表，他們無源互調測試設備在兩路20W的射頻信號輸入下，PIM系統測試值都可達到-170dBc水平，涵蓋頻段也可以從400~3500MHz,但價格相對昂貴，從70到200萬人民幣一臺不等。國內產品的主要優勢是價格便宜，大約在20到50萬人民幣左右，以杭州紫光、南京納特、博訊通電子等廠商為代表，但目前只有少數廠商能夠將全頻率覆蓋到。

通過上面的了解，雖然商用測試設備集成度高、使用方便，但不論是國內的還是國外的PIM測試設備都是一筆不小的投入，而且如果想要把測試頻段全面覆蓋的話，對一般的設備制造商來說不太可能。

筆者根據多年的無源產品PIM測試經驗以及對PIM測試方法的理解設計了一套測試方便，且可以自行搭配的測試系統。并與國內外的測試系統的測試精度做了對比。

5.1 自制系統的搭建

考慮到被測產品有單端口、雙端口或者多端口的之分，且不同類型的測試方法不同，我們試驗把無輻射傳輸式和無輻射反射式兩種方式充分融合，放入到一套測試系統中，經過簡單的移動換接就可以實現多種測試。測試系統原理圖如圖8所示。

圖中左側是提供兩個射頻信號(f1和f2)輸出的信號源，通過功率放大器進行信號放大后輸入到合路器。合路器進行信號合成后再進入到自制雙工器的TX端口，TX通道只傳輸兩個射頻信號(f1和f2)，其他階次頻點全部被濾波器抑制掉。RX則允許三階、五階以及更高階次頻點或頻段通過，對兩個輸入的射頻信號進行抑制。雙工器可以根據用戶測試需要，設計不同的頻段換接使用。雙工器的RX端口輸出信號接到頻譜分析儀，ANT端口直接連接到DUT的輸入端，此時頻譜分析儀檢測到的信號為DUT(被測件)的反射PIM.DUT的輸出端連接到自制分路器中，分路器的作用是對兩射頻信號與PIM信號進行分離，分路器的輸出f1和f2的一端連接到大功率負載上，對信號進行衰減吸收，另一端連接到頻譜分析儀上，對DUT的傳輸PIM信號進行測試。

自制系統的可進行以下幾種測試：

1 )功率校準測試：參照客戶規格書或者I E C - 6 2 0 3 7標準，首先確定D U T的輸入端需要加載的功率。我們以采用2×20W(43dBm)功率為例，如圖8所示，我們需要在DUT的輸入端也就是雙工器的輸出端進行功率測試。由于20W的功率已超出功率計耦合探頭的輸入功率要求，為了避免損壞測試設備，我們應在探頭前端接入大功率衰減器，功率計不能直接連接到雙工器的輸出端。分別打開兩路信號，記錄譜儀的讀值，經過換算后確定雙工器的輸出端輸出的兩路信號是否符合要求，如不符合要求，調整信號源幅度值到合格為止。

2 )系統殘余P I M值測試：在對D U T進行P I M測試前，首先進行系統殘余P I M值測試。由于系統中存在一些器件(如雙工器、分路器、連接電纜、大功率負載等)，如果器件本身PIM值較差會直接影響到測試精度。如圖8所示，功率校準后，移除DUT及功率計，雙工器的輸出端經過一根低互調電纜直接連接到分路器的輸入端，兩臺譜儀監測到的就是系統殘余的反射和傳輸PIM,也就是系統中各個器件的PIM值最差值。如果想要提高測試系統的測試精度，則需要在器件的設計要非常細致，在測試電纜的采購上要精挑細選(一般會采用Rosenberger廠家的低互調測試電纜)。

3)單端口器件PIM值測試：單端器件測試比較簡單，只能采用反射式測量方式進行。功率校準后，DUT直接連接到雙工器的后端，打開兩路信號在前端譜儀上進行PIM值讀取。

4)雙端口或多端口器件PIM值測試：對雙端口或多端口器件進行測試時，可以通過前后兩個譜儀同時檢測到反射和傳輸PIM值，更能直觀地定位PIM產生的位置，方便產品的問題分析。

自制系統的搭建可以方便用戶對不同頻段不同型號的產品的測試，并且儀表在有其他用途的時候可以隨時拆除，儀表利用率比較高。甚至在沒有PIM測試安排的情況下，可以把整個系統進行拆除分開使用或者存放，方便安全。整個自制系統的費用(除去儀表)大概在5000元以內，較大地節省了開支。圖9、圖10為兩個自制系統實物圖。

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