三阶互调干扰
试析三阶互调干扰方案解决方案
试析三阶互调干扰方案解决方案作者：吴克俭杨杰来源：《科学与信息化》2018年第07期摘要随着科技的发展，我国的地铁无线通信也在不断发展，然而地铁车站和隧道空间狭小，频段繁杂是导致干扰的主要因素，基于此，本文对无线通信干扰进行了详细分析。
关键词地铁；无线通信；三阶互调；干扰1 干扰类型1.1 干扰类型介绍目前地铁公网无线通信系统一般都是采用多家运营商通过POI（Point of Interface）进行合路，上、下行分开的方式。
各运营商通信系统间的干扰类型主要有杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰。
①杂散干扰：是指干扰设备发射的带外噪声落入被干扰接收机的接收频带内，形成对有用信号的干扰。
杂散干扰会导致接收机灵敏度降低，造成性能损失。
②互调干扰：当多个频率信号通过同一无源传输系统时，由于传输系统非线性的影响，致使信号之间相互调制产生新的频率分量，如果落在接收频带内，则会带来干扰，这种干扰称为互调干扰。
③阻塞干扰：是指当强干扰信号与有用信号同时进入接收机时，强干扰会导致接收机饱和过载，无法正常工作，阻碍通信。
1.2 干扰分析根据目前天津地铁已经开通的地铁6号线1期，地铁1号线改造等项目出现的干扰情况分析，主要干扰情况为多系统组合的三阶互调干扰，尤其以WCDMA上行系统受到干扰，底噪抬高最为严重。
据目前系统分析干扰WCDMA主要的互调干扰组合如表1所示：针对以上存在的干扰情况，组合互调干扰情况主要存在的原因是：①POI工艺不足，互调抑制指标未达到设计要求；②射频通道中不良的机械结点；③射频器件的材料具有磁滞现象；④射频通道中的表面或接触面受到污；⑤无源器件安装中，不可靠的连接都是互调干扰的潜在产生者，包括：电缆的弯曲度、超过或低于扭矩的接头、接头界面的扭力负荷等；⑥安装环境的变化也有可能造成无源互调的增加，如：各种不同原因的潮湿、因风力或其他原因造成的器件摆（震）动、温度的变化等，各专业交叉的施工破坏，地铁站台站厅的日光灯，铁管，消防喷头物体的影响等[1]。
三阶互调频率截取点测试方法__概述及解释说明
三阶互调频率截取点测试方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍三阶互调频率截取点测试方法，并对其进行解释和说明。
通过该方法可以准确测试和评估系统中的三阶互调失真发生的频率范围。
1.2 文章结构文章分为五个主要部分：引言、三阶互调频率截取点测试方法、实施步骤及注意事项、应用和案例分享以及结论。
每个部分都包含了具体的内容，方便读者快速了解主题。
1.3 目的三阶互调是无线电通信系统中常见的干扰问题，它会导致信号质量下降并影响通信效果。
因此，准确测量和确定三阶互调频率截取点对于系统性能优化和干扰抑制至关重要。
本文旨在介绍一种有效的测试方法，以帮助工程师更好地理解和解决这一问题，从而提高系统性能和用户体验。
2. 三阶互调频率截取点测试方法：2.1 定义和背景：三阶互调是无线通信系统中一个重要的非线性现象，其中两个或多个不同的信号通过设备或系统时，可能会产生新的频率分量。
为了评估系统性能并提高无线通信质量，需要对三阶互调进行测试。
而三阶互调频率截取点测试方法是一种用于确定信号在继续通过传输系统之前被严格过滤掉的频率点。
2.2 原理解释：三阶互调频率截取点测试方法基于采用特定的测量设备和技术来检测和确定信号经过设备或系统时产生的额外频率。
一般情况下，这些额外频率都是不需要的，并且可能导致干扰或降低通信质量。
该方法主要依赖于信号发生器和功率计等测试仪器。
首先，使用信号发生器生成两个或多个测试信号，并将它们输入到待测设备或系统中。
然后，在不同的输入功率水平下通过功率计来测量输出序列中所有可能产生的互调产品。
根据测量结果，可以绘制出一个功率与频率之间关系的图表。
在此图表上，我们可以观察到各个互调分量的功率水平以及它们发生的频率点。
通过分析这些数据，就可以得到三阶互调频率截取点（Third Order Intercept Point,TOI），即信号产生的第三阶非线性失真产品开始受到过滤或衰减的具体频率值。
民航甚高频干扰案例及解决方法浅析
民航甚高频干扰案例及解决方法浅析高照盼（民航新疆空管局空中交通管制中心技术保障中心，乌鲁木齐 830016）摘 要民航甚高频通信是管制员与飞行员联络的重要手段，当地空通信受到严重干扰时，航空安全会遭到严重威胁，其后果不堪设想。
本文介绍了乌鲁木齐地窝堡机场发生的典型无线电干扰案例，并针对发生的现象分析了民航甚高频干扰发生时的解决方法，以期为后续有关工作提供参考。
关键词甚高频通信；无线电干扰；航空安全目前，民用航空中甚高频通信是实现地面与空中（管制员与飞行员）通信的重要技术手段，而新疆空管飞行情报区作为我国最大的空中管制区，是通往欧洲和中亚地区的空中大动脉。
近年来，随着新疆空管空域航班流量的激增，所需的无线电通信信道数量也逐渐增加，标志着甚高频通信系统的稳定性和可靠性变得日趋重要。
随着各类广播电台的增加，民航电磁环境变得日益复杂，民航无线电受到干扰的情况也时有发生，成为影响航班安全运行的重要隐患。
如何避免各种电磁干扰，提高地空通话的质量，是当下民航局急需解决的问题。
本文以工作中遇到的实际干扰案例为例进行分析，探讨解决方法。
1 民航甚高频通信干扰类型简介民航甚高频干扰通常包括互调干扰、邻频干扰、同频干扰和外部环境干扰，其中互调干扰和邻频干扰是目前较为常见的类型。
互调干扰是指当2个或更多不同频率的信号同时输入非线性电路时，其互相调制所产生的与本地信号相近的组合频率分量，通过接收机对本地信号造成干扰的现象。
在实际工作中最为常见的是三阶互调干扰，其满足的关系为：2f1 – f2 = f3即f1 – f2 = f2 – f1 （两信号的互调干扰）式中，f1、f2为基带信号；f3为寄生信号。
f1 + f2 – f3 = f4即f1 – f3 = f4 – f2 （三信号的互调干扰）式中，f1、f2、f3为基带信号；f4为寄生信号。
由此可见，如果在同一管制区域出现两个频率的差恰好等于另外两个频率的差，就会出现互调干扰现象。
GSM基站互调干扰介绍(三阶、五阶、七阶)
GSM基站互调干扰
通信系统中的无源互调干扰（PIM）来自于两种无源非线性，即无源接触非线性和无源材料非线性，无源非线性将引起射频信号产生大量的谐波信号，通常我们说的三阶、五阶、七阶互调产物都是由于射频电路无源器件的非线性引起的互调谐波。
PIM受射频电路中的无源器件性能、馈线接头性能、天线性能影响，当无源器件采用材质较差，杂质较多的铝合金，或接头等镀层磨损氧化后，另外器件接头部分工艺粗造等原因都有可能导致器件的非线性性增强，从而引起较大的谐波互调信号。
中国移动互调分量干扰分析（见附件）
中国移动GSM互调模拟图
对于GSM系统来说，由下行信号产生的互调分量中三阶分量并没有落到上行的频段内，但是5阶分量却大量落到上行频段内，至于7阶和9阶分量由于其强度已衰减过大，在考虑对上行信号的干扰时可以忽略不计算，因此对于GSM900系统来说，无源器件的互调分量干扰主要来自于5阶互调干扰，5阶互调干扰也是造成GSM系统上行干扰的一个重要原因。
对于DCS1800系统来说，3阶和5阶分量都不会落到上行频段，7阶、9阶分量会落到上行频段，但由于其强度衰减过大，故DCS1800系统无需考虑无源器件互调干扰的影响。
三阶互调的计算及IP3测试原理和方法详细教程
三阶互调的计算及IP3测试原理和方法详细教程三阶交截点（IP3）是衡量通信系统线性度的一个重要指标，他反映了系统受到强信号干扰时互调失真的大小。
当系统的IP3较高时，要精确测试IP3 会比较困难，因为测试环境中各种因素（如测试配件的隔离度、线性度和匹配性等）都容易影响高IP3的测试。
下面将简略介绍IP3的测试原理，详细分析高IP3的测试方法。
1IP3测试原理在无线通信设备中，器件（如放大器、混频器、调制/解调器等）的非线性通常会使同时侵入2个或多个强干扰信号发生相互调制，并产生新的频率成分，这种现象称为互调。
互调干扰不仅能降低有用信号的功率，引起信号失真，降低系统选择性，还能破坏邻近信道的性能。
因此，互调性能是系统常检指标，通常用IP3来表示。
IP3是工作频率信号在理想线性系统中的输出信号与三阶互调分量幅值相等时的交点，是一个固定点。
如图1所示［1］。
该点是虚交点，实际系统中无法直接测出，但可以通过相关的测量值计算出来。
下面将简单介绍IP3计算式的原理。
虽然侵入系统的强信号可能有2个或2个以上，但为了测试的方便，假设只有2个强的等幅单音信号侵入了系统。
若用一个幂级数来表示器件的非线性作用，并假设单音信号的频率分别为f1和f2，那么不难推出三阶互调分量的频率为（2f1－f2）或（2f2－f1）。
IP3（IIP3，OIP3）的计算式为［2］：其中：IIP3为输入IP3，是IP3的横坐标；OIP3为输出IP3，是IP3的纵坐标；Pin为单音信号的输入功率电平；Pout为单音信号的输出功率电平；G为被测件（Device Under Test - DUT）的小信号增益。
IMD3为三阶互调失真，他等于干扰信号的输出功率电平减去三阶互调量功率电平的值，即：。
三阶互调
移动通信系统中使用直放站可以经济、迅速、有效的填补盲区，改善网络质量，给运营商带来可观经济效益，因此在网络中得到广泛的应用。
但是直放站本身是有源设备，它自身的噪声系数和产生的杂散、互调信号如果控制不好会对网络产生干扰，降低网络的质量，严重时会造成系统瘫痪。
为了保证网络运行质量，需要在设计过程中合理使用，并通过网络优化工作，将影响降低到合理的范围内。
一、直放站的噪声系数对GSM网络的影响及解决方法直放站的噪声系数对施主基站的影响，主要表现在直放站的上行噪声引入施主基站，从而降低施主基站接收机的接收灵敏度，减小了施主基站的覆盖范围，甚至引起掉话率和误码率的上升。
1影响分析直放站是有源设备，直放站内部有较多非线性有源器件，性能较好的直放站上下行的噪声系数都应小于5dB，下面就以以此值作为讨论的条件。
首先介绍两个概念：KT(热噪声密度)和EDoPL(有效路径损耗)。
KT(热噪声密度)为设备内部电子热运动引起的噪声，是所有设备都固有的，它只和温度有关。
K为波滋曼常数，T为绝对温度。
如在温度为17℃时，KT(热噪声密度)为：－174dBm/Hz。
EDoPL(有效路径损耗)就是指基站输出口到直放站的输入口的总的路径损耗，无论信号是通过空中传播或通过光纤传输。
如下图中：EdoPL=OUT-IN=40-(-50)=90直放站的噪声经过放大（直放站的上行增益）和有效路径损耗后进入基站，和基站接收机的噪声叠加就会提高接收机噪声电平。
设直放站的噪声到达基站接收机输入端的等效热噪声电平为Nin，则：Nin=K*T*B+NFrep＋Grep－EdoPLK*T:热噪声密度 B: 系统信道带宽NFrep:直放站噪声系数 Grep: 直放站增益EDoPL：有效路径损耗设基站接收机等效热噪声电平为Nbts,则：Nbts＝K*T*B+NFbtsK*T:热噪声密度 B:系统信道带宽NFbts：基站接收机噪声系数基站接收机等效热噪声电平升高ROT（RaiseOverThermal），则ROT=10Log【（10Nin/10+10Nbts/10）/10Nbts/10】设基站噪声注入裕量NIM(NoiseInjectionMargin)，则NIM＝10Log（10Nbts/10/10Nin/10）可得：ROT=10Log（1＋10-NIM/10）例一：设EDoPL为90dB,直放站增益设为90dB（设此时直放站下行输出功率和基站一样），直放站和基站的噪声系数5dB，为保持上下行链路平衡，上下行增益设置一样。
浅谈无线通信系统克服三阶互调干扰措施的演变
浅谈无线通信系统克服三阶互调干扰措施的演变作者：杨秀来源：《移动通信》2011年第08期1不同时期三阶互调干扰的不同对待铁路无线通信系统工程设计工作中，在数十年之前一直把克服三阶互调干扰作为一个重点。
尤其是大型编组站的站场无线通信，对于这种在局部范围内容纳众多无线通信系统而频率资源又相对有限的情况，选择无互调干扰频率序列成为工程设计中一项既重要又艰难的工作。
在十几年前，也就是我国开始较大规模发展城市轨道交通的初期，人们开始关注并研究TETRA数字集群通信系统及其工程设计重点问题。
此时的系统工程设计中不再需要像从前那样去计算三阶互调相容的频率序列，不再采用无三阶互调的频率配置了。
2不再考虑三阶互调干扰的原因为什么现代无线通信系统的工程设计中不再考虑三阶互调干扰的影响?三阶互调干扰的抑制又是通过什么方式实现的呢?众所周知，无三阶互调的频率配置会造成频率的极大浪费，因为在能容纳35个信道的频段中，只能找出8个无三阶互调的频点；在能容纳46个信道的频段中，只能找出9个无三阶互调的频点；要想得到10个无三阶互调的频点，则需要占用62个信道的带宽!在当今移动通信系统如此密集、用户数量急剧膨胀的情况下，对频率资源的任何浪费都是不能容忍的。
必须通过其他途径找到克服三阶互调干扰的措施。
我们知道，互调干扰是当两个或多个与有用信号频率比较接近的干扰信号同时进入接收机前端电路时，在非线性电路(例如高频放大、混频等)作用下产生了新的频率成分(互调产物)且刚好落入接收机的中频通带内，从而引起的对接收机的干扰。
接收机的非线性电路可以看做一个网络，这个网络的传递函数可以用幂级数来表示：H(s)=A0+A1h(s)+A2h2(s)+A3h3(s)...+A4h n(s)+ (1)传递函数中二、四、六等偶次方分量虽能产生新的频率成分。
但其不会落入有用信号的通带，不会产生干扰；只有三、五、七等奇次方分量才能导致互调干扰，并分别称为三阶互调、五阶互调、七阶互调等等。
三阶互调
无源交调产生的原因
在同轴连接器中生成无源交调，主要有以下几个方面 的原因。 （1）金属零件存在电镀过程中未清洗干净的电镀溶液。 （2）镀层导电性不好，镀层厚度不够。 （3）表面锈蚀。 （4）中心接触件的不同金属材料。 （5）信通道内的磁线材料。 （6）较低的接触点正压力。 （7）接触小于360°。 （8）表面粗糙度大。 （9）连接器内的碎屑和灰尘。
无源交调的定义
1、定义：当两个信号频率f1和f2或多个信号频率同时通过同 定义： 定义 一个无缘射频传输系统时，由于传输系统的非线性影响， 使基频信号之间产生非线性频率分量。这种现象被称为交 交 或称互调。 交调产物。 调，或称互调。把非线性频率分量称为交调产物。这些交 交调产物 调产物如果落在接收频带内，又足够的强，则形成对基波 信号频率的干扰，称这种干扰为无源交调干扰，或无源交 无源交调干扰， 无源交调干扰 调失真。 调失真 交调产物用下式表示： f1m=mf1±nf2········ 式中：f1、f2为输入基波频率 f1m为交调频率或称交调产物 m 、n为包括1在内的正整数、m+n为交调的阶数 例：当m+n=3时，则为三阶交调 2、动态三阶交调：在静止状态下测试组件的三阶交调； 3、静态三阶交调：在晃动状态下测试组件的得通信质量下降，交调电平的高低，将直接影 响到整个系统，如果交调电平比较高，则在模拟通信系统 中会产生较高的噪声电平，在数字通信系统中，则会产生 较高的误码率。并将大大地降低工作在-100到-130dB范围 内的人造卫星或多载波无线电通信系统接收机的灵敏度。 一般来说，交调的产生增大了系统的噪声电平，也减少了 可用的通道数量。
三阶交调简介
对于由两个不同频率F1和f2的输入信号，同时通过同一非线 性元件(或网络)输出的频率成分，简化分析如图4所示：
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由器件特别是放大器的非线性失真引起。
偶数阶互调失真一般远离中频频率而很容易被滤除，而奇数阶互调失真中的一部分将紧靠在中频附近无法滤除，其中尤以三阶互调失真振幅最大，影响也最大，会导致信号频带扩展，造成临道干扰，破坏带内各频率分量输出电压和输入电压间的线性关系，是衡量接收机性能的重要指标。
三阶互调失真通常用输出信号中三阶互调失真的成份与双音信号中某一个信号频率的成份的比值取对数来表示(电压有效值).
由于器件存在非线性，如果只有一个输入信号的情况下，会产生的非线性现象有：增益压缩，也称为1dB压缩点，这个指标，如果不是频率偏移器件（如混频器），可以用VNA测量，如果是频率偏移器件，当然也可以用VNA测量，但是要求VNA有频率偏移模式，但是更加普通的测量是SG＋SA，还有其他的非线性指标有AM－AM，AM－PM等
如果有两个信号，这个时候存在的非线性有互调和交调，如果有输入信号的频率为f1和f2，那么三阶互调频率为2f1－f2和2f2－f1，当f1和f2很接近时，互调产物一般也落在信道内，因此该指标在接收机中非常重要，测量时有如下方案：
1。
两台SG＋一台SA，此时还需要一些隔离器，滤波器等测试附件2。
通过一台调制源，产生两路信号，如Agilent的E4438C的multi －tone，再由SA测量，此时要注意校准由信号源本身产生的互调失
真
3。
如果实在条件有限，那么用一台模拟的SG＋一台SA也能测量，此时要测量器件的三阶输出谐波截至点PoipH3，它和三阶互调PoipI M3的理论关系为：PoipIM3＝PoipH3－4.77dB。