通信系統(tǒng)中無源互調(diào)失真的測量

?

　　前言 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，當(dāng)多個頻率的載波信號通過一些無源器件時，都會產(chǎn)生互調(diào)失真。無源器件如天線、電纜、濾波器等，由于其機(jī)械連接的不可靠，使用具有磁滯特性的材料，污損的接觸面等原因，不同頻率的信號在不材料連接處非線性混頻，產(chǎn)生不同幅度的互調(diào)產(chǎn)物，而這些互調(diào)失真信號又表現(xiàn)為通信頻帶中的干擾信號，使系統(tǒng)的信噪比下降，嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)的容量和質(zhì)量。實際上，在我們平時的設(shè)計和測量中，一般對有源互調(diào)寄予比較多的關(guān)注，如由放大器、混頻器等產(chǎn)生的互調(diào)失真，而有源互調(diào)的測量，由于互調(diào)失真與載波的相對幅度差較小，故測量易于實現(xiàn)。隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)質(zhì)量的提高,無源互調(diào)的測量與分析將會日益受到重視。

　　測量的建立 當(dāng)測量功率合成器的互調(diào)失真時，可使用如下圖的傳統(tǒng)測量方法：

?

　　圖一

　　如圖示，采用Anritsu公司的68347信號源輸出的高功率連續(xù)波信號分別輸入到功率合成器的兩個端口。每一載波的頻率在測量需要的帶寬內(nèi)合適設(shè)定，功率合成器有兩種作用：即為被測器件，又將兩路信號合成為一路信號。功率合成器產(chǎn)生的互調(diào)信號傳輸?shù)诫p工器端口，接收帶寬內(nèi)的互調(diào)信號用頻譜分析儀測量。

　　現(xiàn)代無源互調(diào)分析儀，可輸出預(yù)先組合的雙頻信號。互調(diào)儀具有兩個射頻端口，端口一可輸出兩個高功率電平的雙頻信號，經(jīng)過被測器件后進(jìn)入分析儀的端口二，端口一的反射信號同時也進(jìn)入分析儀的接收機(jī)。分析儀可在傳輸模式和反射模式兩種狀態(tài)下工作，分別測量被測件的傳輸互調(diào)失真和反射互調(diào)失真。

　　實際上，對被測件而言，不同因素產(chǎn)生的互調(diào)失真都為矢量信號，它們相對的相位關(guān)系將決定被測件在特定狀態(tài)下的互調(diào)失真的總幅度。在傳輸測量中，不同的互調(diào)產(chǎn)物在到達(dá)端口二時均同相，而在反射測量中，到達(dá)端口一的互調(diào)失真為端口一的總響應(yīng)和端口二上互調(diào)源的相移響應(yīng)。因此，反射互調(diào)失真為頻率和被測件電長度的函數(shù)。

　　使用互調(diào)儀測量上述功率合成器的互調(diào)響應(yīng)，測量連接如下圖：

?

　　圖二

　　如圖，互調(diào)儀的端口一接功率合成器的被測輸入口，這樣可以測量功率合成器的A1、A2 和B端口的互調(diào)失真?；フ{(diào)儀的傳輸模式測量端口B的前向互調(diào)失真，反射模式測量端口A1的互調(diào)失真。如圖示，如果端口A1作為驅(qū)動端口，端口A2應(yīng)接低互調(diào)失真負(fù)載，以理想地測試功率合成器的互調(diào)失真。通過換接端口A1、A2,功率合成器每一輸入端口的互調(diào)均可被測量。

　　把上面兩種方法作一比較：圖一中，功率合成器連接處和端口B承載兩個連續(xù)波功率，測量的互調(diào)失真為這兩個因素的總的互調(diào)失真。如果每一端口的入射信號均為非調(diào)制信號，這種方法準(zhǔn)確測量了功率合成器的真正互調(diào)性能，但是受到頻譜分析儀的固有互調(diào)失真的限制。如果功率合成器在輸出、輸入端口均為調(diào)制信號，圖二提供的測量結(jié)果更有實際意義。