一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置，其特征在于，包括：信号源；功率放大器；双工器一；双工器二。本发明专利技术的另一个技术方案是提供了一种基于上述装置的利用矢量谐波预测量无源互调的方法。由于只需要一个信号发生器和一个功率放大器，本发明专利技术提供的单载波装置简易的优点非常明显。而且由于不需要信号合成，相比于传统的互调测试的3dB功率损耗得以改善，因此信号发生器及功率放大器只需要以前功率的一半。载波与三次谐波之间有巨大的频率间隔，本发明专利技术提供的装置内使用的双工器结构也可以得到大幅简化。

A Device and Method for Passive Intermodulation Using Vector Harmonic Predictor

The invention relates to a passive intermodulation device utilizing vector harmonic predictor, which is characterized by signal source, power amplifier, duplexer one and duplexer two. Another technical scheme of the present invention is to provide a passive intermodulation method using vector harmonic predictor based on the above device. Since only one signal generator and one power amplifier are needed, the advantages of simplicity of the single carrier device provided by the present invention are obvious. Moreover, since there is no need for signal synthesis, compared with the traditional intermodulation test, the power loss of 3dB can be improved, so the signal generator and power amplifier only need half of the previous power. There is a huge frequency gap between the carrier wave and the third harmonic wave, and the duplexer structure used in the device provided by the invention can also be greatly simplified.

【技术实现步骤摘要】
一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置和方法
本专利技术涉及一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置以及基于该装置的预测量无源互调的方法。
技术介绍
无源互调通常指的是当两个或多个信号通过一个传输路径时，无源元器件上的非线性产生的失真。在移动通信系统中，主要是三阶互调产物受到较大重视，因为它靠近传输信号，因此可能会落进接收频带。在这种情况下，信号的噪声比将被降低，会影响所有的数据传输速率。由于失真不能在频率和技术上被滤除，因此需要较高的系统稳定性，所以要尽量避免无源互调的产生。为此，现代移动通讯系统中的所有组件都需要设计出最低的PIM(无源互调)级别，而且必须进行测试。此外还需要在现场进行测试，以确保所有组件之间的正确安装和连接。测试标准按IEC62037-1，通常使用的+43dBm作为测试信号的功率。图1为最常用的双载波测试原理图，两个正弦信号由信号源产生经功率放大器放大，再由3dB电桥合路到同一端口输出。隔离器有效地增加各输入端口的隔离以避免产生的互调反向被功率放大器放大。电桥合路两路载波功率，一半的功率通过一个端口被负载吸收并转化为热量。另一半的功率通过另一端口进双工器到测量端口。连接在测量端口上的被测件DUT产生的互调信号向前和向后传输，被测件DUT产生的反射信号经接收端的双工器而后可由频谱仪等仪器测得。
技术实现思路
本专利技术的目的是：简化为避免无源互调的产生而搭建的测试系统。本专利技术的另一个目的是：简化测试流程。为了达到上述目的，本专利技术的一个技术方案是提供了一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置，其特征在于，包括：信号源，用于仅产生一个正弦信号；功率放大器，用于将信号源产生的正弦信号放大到相应幅值的功率，形成载波信号；双工器一，双工器一的输入端与功率放大器的输出端相连，功率放大器输出的载波信号的三次谐波作为基准信号通过双工器一的输出端一输入至矢量测试设备，功率放大器输出的载波信号还通过双工器一的输出端二输入至双工器二；双工器二，双工器二的输入端与双工器一的输出端二相连，双工器二的测试端与被测件相连，双工器二的输出端连接矢量测试设备，载波信号通过输入端输入双工器二后，经由测试端被送至被测件，被测件产生的反射信号经由测试端反馈回双工器二后，由双工器二将反射信号的三次谐波通过输出端送至矢量测试设备。优选地，所述矢量测试设备为矢量网络分析仪。本专利技术的另一个技术方案是提供了一种基于上述装置的利用矢量谐波预测量无源互调的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、通过功率放大器将信号源产生的正弦信号放大到相应幅值的功率，形成载波信号；步骤2、载波信号输入双工器一，由双工器一将载波信号的三次谐波作为基准信号分配到矢量测试设备，同时，双工器一将载波信号分配到双工器二；步骤3、双工器二将接收到的载波信号经由测试端分配到被测件，被测件产生的反射信号经由测试端反馈回双工器二后，由双工器二将反射信号的三次谐波分配到矢量测试设备；步骤4、矢量测试设备比较反射信号的三次谐波与作为基准信号的三次谐波的幅度及相位后确定被测信号。由于只需要一个信号发生器和一个功率放大器，本专利技术提供的单载波装置简易的优点非常明显。而且由于不需要信号合成，相比于传统的互调测试的3dB功率损耗得以改善，因此信号发生器及功率放大器只需要以前功率的一半。载波与三次谐波之间有巨大的频率间隔，本专利技术提供的装置内使用的双工器结构也可以得到大幅简化。传统使用双载波测量的装置则需要腔体式滤波器，伴有非常陡峭的边缘抑制性，而本专利技术的单载波测量装置使用的双工器可以用微带技术得以实现，后者拥有低成本、结构紧凑的优点。本专利技术尽管是单载波装置，却使更加简单测量幅值及相位成为可能。而且本专利技术还可以通过类似校准矢量网分仪来校准。测量步骤描述如下：测得的幅值及相位可通过傅利叶变换提供被测体DUT中所有非线性在时间与空间的分布。三次谐波的扫频带宽三倍于载波信号的扫频带宽。由于谐波与互调在频率上的不同，本专利技术不能用于测量窄带产品，如：滤波器。然而对于宽带传输路径，本专利技术具有扫描带宽大的优点，从而提高了时域测量的空间分辨率和门控(gatingfunction)功能的选择性。附图说明图1为双载波互调测试原理图；图2为使用矢量网络分析仪测量三次谐波的理论测试原理图；图3为实际用于测量方法实验验证的原理图；图4为使用单载波原理测量一个-130dBc互调标准件的测试结果；图5A及图5B为使用TDR测量方法测量拥有2个强非线性点的传输线的结果；图6A及图6B为去除一个非线性点并使用门控功能(gating)的测量结果，图5A、图5B、图6A及图6B中，1：2.400000000GHz、-20.204dB，2：2.500080000GHz、-20.837dB，3：2.600160000GHz、-21.564dB，4：2.688000000GHz、-21.560dB。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。假设有一个单端口设备，他的两个正弦信号为相等的振幅，频率分别为f1和f2。一个端口的电压和电流之间有以下关系：i(t)＝f(u(t))(1)令激励信号是：式(2)中，表示输入电压幅值。泰勒级数展开代入式(1)中得到：i(t)＝k0+k1u(t)+k2u2(t)+k3u3(t)+k4u4(t)+…(3)式(3)中，且n∈N0，f(n)(0)表示f(0)的n阶导数，N0表示自然数。第三谐波和第三阶互调产物主要出现在泰勒级数展开式中的第四项。在以下计算中由于kn通常随n的增加而迅速减小，所以可以忽略高阶项对三阶互调产物的影响。在大多数情况下，这也是足够能现实，第五阶互调的产物即式(3)中第六项通常比三阶互调产物有几十个dB的降幅。按照此近似可以看到第二项k1u(t)由原始载波f1和f2组成，第三项k2u2(t)由载波|f1±f2|以及2f1和2f2组成，第四项k3u3(t)展开如下：三阶互调产物|2f1±f2|和|2f2±f1|拥有三倍于三次谐波3f1和3f2的振幅。由于是电压比值，功率值的差别为9.54dB。如果此时关闭第二个载波f2，那么式(4)为：三次谐波的振幅保持不变。通过测量此幅度值可以有效地预测三阶互调产物的幅值。基于上述对于无源互调预测的适用性的研究，本专利技术提供的一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置，包括：信号源Source，用于仅产生一个正弦信号；功率放大器PA，用于将信号源Source产生的正弦信号放大到相应幅值的功率，如43dBm，形成载波信号；双工器一DiplexerNo.1，双工器一DiplexerNo.1的输入端与功率放大器PA的输出端相连，功率放大器PA输出的载波信号的三次谐波作为基准信号通过双工器一DiplexerNo.1的输出端一输入至矢量测试设备Receiver，功率放大器PA输出的载波信号还通过双工器一DiplexerNo.1的输出端二输入至双工器二DiplexerNo.2；双工器二DiplexerNo.2，双工器二DiplexerNo.2的输入端与双工器一DiplexerNo.1的输出端二相连，双工器二DiplexerNo.2的测试端Testport与被测件DUT相连，双工器二DiplexerNo.2的输出端连接矢量测试设备Receiv本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置，其特征在于，包括：信号源，用于仅产生一个正弦信号；功率放大器，用于将信号源产生的正弦信号放大到相应幅值的功率，形成载波信号；双工器一，双工器一的输入端与功率放大器的输出端相连，功率放大器输出的载波信号的三次谐波作为基准信号通过双工器一的输出端一输入至矢量测试设备，功率放大器输出的载波信号还通过双工器一的输出端二输入至双工器二；双工器二，双工器二的输入端与双工器一的输出端二相连，双工器二的测试端与被测件相连，双工器二的输出端连接矢量测试设备，载波信号通过输入端输入双工器二后，经由测试端被送至被测件，被测件产生的反射信号经由测试端反馈回双工器二后，由双工器二将反射信号的三次谐波通过输出端送至矢量测试设备。

【技术特征摘要】
1.一种利用矢量谐波预测量无源互调的装置，其特征在于，包括：信号源，用于仅产生一个正弦信号；功率放大器，用于将信号源产生的正弦信号放大到相应幅值的功率，形成载波信号；双工器一，双工器一的输入端与功率放大器的输出端相连，功率放大器输出的载波信号的三次谐波作为基准信号通过双工器一的输出端一输入至矢量测试设备，功率放大器输出的载波信号还通过双工器一的输出端二输入至双工器二；双工器二，双工器二的输入端与双工器一的输出端二相连，双工器二的测试端与被测件相连，双工器二的输出端连接矢量测试设备，载波信号通过输入端输入双工器二后，经由测试端被送至被测件，被测件产生的反射信号经由测试端反馈回双工器二后，由双工器二将反射信号的三次谐波通过输出端送至矢量测试设备。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：余雷，G·马汀，
申请(专利权)人：斯必能通讯器材上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31