由二個(gè)頻率產(chǎn)生的三階互調(diào)失真是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中普遍存在的問(wèn)題。當(dāng)系統(tǒng)中二個(gè)（或更多）的載頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)無(wú)源器件，如天線(xiàn)、電纜、濾波器和雙工器時(shí)，由于其機(jī)械接觸的不可靠，虛焊和表面氧化等原因，在不同材料的連接處會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性因素，這就像混頻二極管。二個(gè)載頻信號(hào)（F1和F2）及其二次諧波（2F1和2F2）所進(jìn)一步產(chǎn)生的最大互調(diào)產(chǎn)物就是三階互調(diào)失真（2F1-F2和2F2-F1）。三階互調(diào)產(chǎn)物（IM3）的典型指標(biāo)是當(dāng)二個(gè)+43dBm的載頻信號(hào)同時(shí)加到被測(cè)器件（DUT）時(shí)，其產(chǎn)生的IM3值不大于-110dBm，也就是-153dBc。

三階互調(diào)失真會(huì)降低通信系統(tǒng)的性能。發(fā)射信號(hào)中過(guò)大的三階互調(diào)產(chǎn)物會(huì)干擾其它的接收機(jī)，最終造成接收機(jī)無(wú)法正常工作。通常，設(shè)計(jì)者較為關(guān)心有源器件的互調(diào)測(cè)試。但是隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)質(zhì)量的提高，對(duì)無(wú)源互調(diào)的測(cè)量也越來(lái)越重視了。

WCDMA系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)

在GSM900/1800和800MHzCDMA通信系統(tǒng)中，由發(fā)射頻段產(chǎn)生的三階互調(diào)產(chǎn)物會(huì)落入到它們各自的接收頻段。而WCDMA頻段則不同，其發(fā)射頻段（2110MHz～2170MHz）產(chǎn)生的三階互調(diào)產(chǎn)物不會(huì)落入到其自身的接收頻段（1920MHz～1980MHz），而會(huì)落到發(fā)射頻段。通過(guò)以下數(shù)學(xué)計(jì)算可以來(lái)驗(yàn)證這個(gè)現(xiàn)象。

三階互調(diào)產(chǎn)物FIM3=2F1-F2，其中F1=［2110、2170］，F(xiàn)2=［2110、2170］。要證明FIM3≠［1920、1980］，只要求出FIM3的取值范圍，再看這個(gè)集合與［1920、1980］是否有交集即可。

要求FIM3的取值范圍，關(guān)鍵要求出其最小值FIM3（min）和最大值FIM3（max）：FIM3（min）=2F1min-F2max=2×2110-2170=2050；FIM3（max）=2F1max-F2min=2×2170-2110=2230?？梢?jiàn)，F(xiàn)IM3=［2050、2230］與［1920、1980］無(wú)相交部分，也就是說(shuō)FIM3≠［1920、1980］。

通過(guò)計(jì)算工具也可以表征WCDMA頻段三階互調(diào)的變化趨勢(shì)，這種變化趨勢(shì)與上述計(jì)算結(jié)果是一致的，見(jiàn)圖1所示。

圖1a表示了當(dāng)F1=2110.0MHz，F(xiàn)2從2110.0MHz向2170.0MHz方向變化時(shí)，IM3從2050.0向2110.0MHz的變化趨勢(shì)；圖1b表示了當(dāng)F1=2110.0MHz，F(xiàn)2從2170.0MHz向2110.0MHz方向變化時(shí)，IM3從2230.0向2110.0MHz的變化趨勢(shì)。

從以上情況可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論F1和F2在2110.0MHz～2170.0MHz范圍內(nèi)如何變化，其IM3均不會(huì)落入到1920.0MHz～1980.0MHz頻段，而會(huì)落到2050.0MHz～2170.0MHz頻段。此外，WCDMA系統(tǒng)的七階互調(diào)會(huì)落入其接收頻段，如IM7=4×2110-3×2170=1930MHz，有關(guān)這個(gè)問(wèn)題將另文討論。

在WCDMA系統(tǒng)中，如果在發(fā)射頻段產(chǎn)生一個(gè)-110dBm的無(wú)源互調(diào)信號(hào)，也就是干擾信號(hào)，這可能會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)影響，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)值已經(jīng)大于系統(tǒng)中有用信號(hào)的最小幅度了。

WCDMA系統(tǒng)發(fā)射頻段的無(wú)源互調(diào)測(cè)量

在GSM900/1800和800MHzCDMA通信系統(tǒng)中，由發(fā)射頻段產(chǎn)生的IM3會(huì)落入到各自的接收頻段。在這三種系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)測(cè)量系統(tǒng)中，通常采用雙工器和濾波器來(lái)提取IM3值。圖2是一個(gè)典型的GSM900接收頻段的二端口器件無(wú)源互調(diào)測(cè)量系統(tǒng)（BXTPIM900）。當(dāng)F1和F2通過(guò)DUT時(shí)，DUT的輸出存在4個(gè)頻率分量F1、F2、2F1-F2和2F2-F1，其中F1和F2直接被大功率低互調(diào)負(fù)載所吸收，而2F1-F2和2F2-F1則被雙工器提取出來(lái)，濾波器則是為了進(jìn)一步濾除F1和F2，以提高頻譜分析儀的動(dòng)態(tài)范圍。由于三階互調(diào)產(chǎn)物全部落入接收頻段，故可以采用標(biāo)準(zhǔn)的雙工器和濾波器。

圖2BXTPIM900二端口無(wú)源互調(diào)測(cè)量系統(tǒng)

而WCDMA頻段則不同，從上述分析中我們發(fā)現(xiàn)，其發(fā)射頻段（2110MHz～2170MHz）產(chǎn)生的IM3值落到了發(fā)射頻段，也就是說(shuō)IM3值和F1及F2靠的很近。在這種情況下，無(wú)法采用雙工器將IM3提取出來(lái)，而要采用其它方法。

圖3參照了IEC推薦的發(fā)射頻段IM3測(cè)試方法。二個(gè)46dBm的CW信號(hào)分別通過(guò)合路器合成到一條傳輸線(xiàn)中并加到DUT上，合成信號(hào)通過(guò)DUT后被一個(gè)低互調(diào)負(fù)載吸收，其中-30dB的信號(hào)被定向耦合器耦合出來(lái)，通過(guò)一個(gè)可調(diào)帶通濾波器，在頻譜分析儀上測(cè)試出允許的IM3值。

從測(cè)試原理和方法看，無(wú)源互調(diào)的測(cè)試并不復(fù)雜，但是要完成準(zhǔn)確的測(cè)試卻并不容易。在搭建測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，要注意系統(tǒng)中的每個(gè)環(huán)節(jié)。

（1）功率放大器。在一些PIM測(cè)試系統(tǒng)中，通常采用43dBm的功放。然而在WCDMA系統(tǒng)中，由于WCDMA信號(hào)的高峰均功率比而對(duì)系統(tǒng)的發(fā)射功率提出了更高的要求，也就是說(shuō)WCDMA系統(tǒng)中的無(wú)源器件會(huì)在更高的射頻功率電平下工作。所以WCDMA無(wú)源互調(diào)測(cè)量系統(tǒng)中的功率應(yīng)盡可能大，但是由于受到放大器成本和合路器功率容量的限制，通常采用46-47dBm的功率放大器。