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射频连接器之PIM测试

发布日期:2019-08-01   作者:小天   来源:www.twl-link.cn   编辑:天科乐   访问量:336

射频连接器中常常看见天线附近的许多不同组件都可能导致PIM。业界普遍的假设是需要测试天线组件。显然,PIM可能是蜂窝天线系统的问题,并且一些测试是必要的。作为指导原则,PIM问题最常出现在初始安装,老化或向旧天线系统添加新载波时。PIM测试是了解天线系统如何响应多个高功率RF信号的唯一可靠方法。

自从引入蜂窝无线电网络以来,几乎所有主要设备制造商都进行了PIM测试。由于蜂窝通信技术的进步,在蜂窝基站的安装和维护阶段进行PIM测量已成为标准做法。

例如,诺基亚和阿尔卡特朗讯等原始设备制造商(OEM)已经使用PIM测试多年,2 x 46 dBm,作为质量工具。提供安装在基站内的产品的所有公司必须遵守与PIM性能相关的严格性能数据。

反射或反向PIM测试

反向或反射,PIM测试是最常用的PIM测试类型。该测试向天线发送两个信号,并使用相同的测试端口捕获和测量任何PIM。用于现场使用的PIM测试仪通常是反射测试仪。但是,反射式PIM测试结果会受到天线电缆电气长度的影响(图10)。反向波可能会增加甚至取消。因此,在固定频率下进行的反向PIM测试可能不准确。应在扫描其中一个频率时进行反向或反射PIM测试,以避免意外的部分错误信号取消。另一种选择是更改其中一个测试频率,以查看结果的变化情况。基站和其他无线电发射机通常使用反向PIM测试进行测试,因为使用前向PIM测试仪并不总是实用的。

反射PIM测试器框图

正向PIM测试

可以以两种方式执行前向PIM测试,使用被测设备(DUT)的输出上的滤波器网络或测量传播信号的外部天线,例如消声室中的天线。使用滤波器网络的正向测试仅在输出上使用双工器或三工器来将高电平信号与低电平PIM信号分离。

在终止主信号之前,也很容易使用低PIM衰减器和耦合器来提取PIM频率。两种设置类型都需要具有高测试频率抑制的滤波器。准确地将所有损失考虑在内也很重要。背对背测试(没有DUT在线)将指示测试系统的剩余PIM级别。

使用天线进行前向PIM测试涉及测量通过被测天线系统传输的信号。这需要外部接收天线和频谱分析仪。出于实际原因,安装的天线系统很少使用前向PIM测试方法进行测试,尽管可能有单独的天线系统组件。当可以使用正向PIM测试时,在受控环境中进行测试时不会受到欺骗性消除,并且可以在不扫描测试信号的情况下准确测试。执行此类测试时,需要进行高拒绝过滤,以便测量所需的特定频率。

当试图找到引起PIM的外部材料时,例如松散的闪光或建筑施工中常用的其他金属制品,这种类型的测试非常方便。空调管道特别麻烦。很少有底座耐腐蚀。

困难在于很难确定您是否正在测量所生成的PIM信号的反射,因此该测试虽然信息量很大,但却很棘手。

功率级别

目前没有可用于定义用于蜂窝基站PIM测试的PIM测试功率水平的国际标准。IEC62037是最接近的规范,但它的创建是为了为元件制造商提供一种比较RF器件线性度的方法。为了提供比较不同制造商生产的器件的通用程序,本规范建议使用2 x 20瓦进行PIM测试,同时对元件施加动态应力。

如果没有真正的现场规范,许多运营商也采用了2 x 20瓦的测试进行蜂窝基站测试。对于塔顶测试,由于缺乏高功率,电池供电的PIM测试解决方案,运营商允许使用2 x 4瓦测试设备。这些低功耗测试对于故障排除很有用,但不能传输足够的功率来实现站点性能认证。

其原因是PIM测量对功率非常敏感。理论上,非线性结产生的PIM在测试功率每增加1dB就会增加3dB。在现实生活中,由于非线性结的某些随机特性,每增加1 dB的测试功率,PIM电平通常会在2.2 dB2.8 dB之间变化。由于这种广泛的变化,不可能基于不同功率电平的已知PIM准确地预测将在一个功率电平产生的PIM的幅度。

在某些情况下,当RF场达到阈值水平时,非常小的气隙或轻微接触的金属表面会产生微弧。这种类型的缺陷不再遵循典型的3.0 dB / dB噪声增加规则。一旦电弧开始,噪声水平可能会在非常小的功率变化中显着增加。类似地,在诸如DAS安装的低功率应用中,表现出接近2.2dB / dB的斜率的PIM缺陷在实际使用条件下产生的干扰明显高于使用典型的3dB / dB规则外推20W结果所预测的干扰。

为了让操作员深入了解现场无源组件产生的实际噪声水平,PIM测试应在与该站点使用的实际水平相似的功率水平下进行。对于宏观站点,此水平通常在2060瓦特范围内,而在室内DAS系统中,功率水平可以从20瓦特到低至0.1瓦特。为了确定适当的测试参数,运营商需要考虑系统中将经历的功率水平以及由于使用中的频率组合而可能的IM命令。

清扫测试信号

一些PIM测试仪允许用户为测试选择两个固定频率。其他人允许其中一个频率扫描。通过在改变第二发送音调的频率的同时保持固定一个发送音调来进行扫描PIM测量,从而使IM产品在系统的接收频带中扫描一系列频率。

PIM测量是在被测试的IM频率的线路上生成的所有PIM信号的矢量和。当存在多个PIM源时,信号可能以特定的测试频率异相组合,指示当各个PIM级别实际发生故障时的通过结果。扫描PIM测试在一定频率范围内改变IM频率,使用户能够更清楚地了解系统的真实PIM性能。

扫频PIM测试的一个问题是,在小区站点进行测试时,很可能会受到移动用户的干扰。通过固定频率PIM测试,可以仔细选择您的F1F2测试频率,使IM产品频率落在保护频带频率,没有移动流量。

振动

由于轻微间隙或腐蚀等机械问题可能导致PIM,物理振动可能会改变PIM水平。标准机构设计了冲击试验,以模拟由风引起的自然振动和由温度变化引起的应变。长期以来,标准做法是接通天线连接以查看是否会影响VSWR。攻丝连接和天线将有助于发现间歇性PIM

尽量不要敲任何东西,也不要直接用同轴电缆敲击。一个好的经验法则是永远不要轻敲任何东西,而不是用裸露的指关节敲门。确保现场所有工作人员都了解这一经验法则非常重要。


PIM over CPRI测试

PIM over CPRI测试是一项专利技术,可通过监控常规LTE CPRI RF流量,在地面实时系统上进行PIM测量。通过在远程无线电头端(RRH)和基带单元(BBU)之间的下行链路和上行链路上接入CPRI数据,PIM over CPRI测试可以计算LTE上行链路的PIM减敏。该测量过程测试真实的PIM场景,例如自生成的PIM(当多个15 kHz子载波构成LTE信号混合并产生互调时引起)以及二次和三次谐波(例如,850 MHz下行链路干扰1700-2100 AWS上行链路或900下行链路干扰1800-2100上行链路)。

由于正在使用实时流量,因此没有使用校准的4346 dBm双音连续波信号,仅LTE子载波和资源块。而不是CW PIM信号上的dBc结果,来自检测到的相关PIM信号的PIM减敏值(可以被认为是上行链路信号内的噪声量,或者以dB为单位的PIM比率信号)被测量和计算。该测试测量通过同步和比较扇区(高达2x MIMO)的所有可用下行链路MIMO信号与每个单独的上行链路信号来工作。通过CPRI测试的PIM还将确定所发现的PIM是在天线系统的内部还是外部。

该测试测量通过同步和比较扇区(高达2x MIMO)的所有可用下行链路MIMO信号与每个单独的上行链路信号来工作。通过CPRI测试的PIM还将确定所发现的PIM是在天线系统的内部还是外部。天科乐提供一站式解决方案服务,为您解决任何关于射频连接器方面的疑问。现以与全球1260家企业合作,20余人的专业客服团队,24小时在线,快速及时响应提供一对一定制化解决方案


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