溫度變化大、空氣帶有鹽分/受污染或存在過大振動的環(huán)境往往會加重PIM問題。雖然可以使用與針對設計引入PIM相同的PIM測量技術，但可以認為，裝配PIM的存在表明系統(tǒng)的性能和可靠性均有所降低。若不加以解決，引起PIM的缺陷因素可能會變本加厲，直至整個傳輸路徑發(fā)生故障。對裝配PIM采用PIM抵消方法更像是掩蓋問題而非解決問題。

　　因此，此類情況下，用戶可能并不希望抵消PIM，而是希望得知PIM的存在，以便消除根本原因。為此，首先需要確定PIM是從系統(tǒng)何處引入的，然后修理或更換特定元件。

　　我們可以認為設計引入PIM是可量化且穩(wěn)定的，但上面所述的裝配PIM是不穩(wěn)定的。它可能存在于一組范圍非常窄的條件下，其幅度變化可能超過100 dB。單次離線掃描可能無法捕捉到此類事例;理想情況下，傳輸線路診斷需要與PIM事件協(xié)同進行。

2.3 天線之外的PIM(銹體PIM)

　　PIM并不局限于有線傳輸路徑，也可能發(fā)生在天線之外。該效應也被稱為“銹體PIM”。這種情況下，無源交調發(fā)生在信號離開發(fā)射機天線之后，所產生的交調反射回接收機中?！?a class="contentlabel" href="http://www.antipu.com.cn/news/listbylabel/label/銹體">銹體”這一說法來源于這樣一個事實：很多情況下，交調源可能是生銹的金屬物件，例如鐵絲網、倉庫或排水管。

　　金屬物件會引起反射。但在這些情況下，金屬物件不僅會反射收到的信號，而且會產生并輻射交調偽像。交調的發(fā)生同在有線信號路徑中一樣，即發(fā)生在兩種不同金屬或異質材料的接合處。電磁波產生的表面電流會混合并再輻射(參見圖7)。再輻射信號的幅度一般非常低。然而，如果輻射物件(生銹鐵絲網、倉庫或下水管等)靠近基站接收機，而且交調產物落在接收機頻段內，將造成接收機降敏。

　　某些情況下，PIM源可通過天線定位來檢測：一邊改變天線位置，一邊監(jiān)測PIM水平。此外，也可以利用時間延遲估計來定位PIM源。如果PIM水平穩(wěn)定，則可以利用標準算法抵消技術來補償PIM。但更多情況下，PIM貢獻受到振動、風和機械運動的影響，使得抵消非常難以進行。

3 PIM檢測：定位PIM源

3.1 線路掃描

　　可以實施多種線路掃描技術。線路掃描測量傳輸系統(tǒng)在目標頻段上的信號損耗和反射。我們不能認為線路掃描總是會精確指示PIM的可能原因。線路掃描更像是一種診斷工具，可幫助識別傳輸線路上的問題。早期裝配問題可能表現為PIM;若不加以解決，這些裝配問題可能會升級，引起更為嚴重的傳輸線路故障。線路掃描通常分為兩個基本測試：回波損耗和插入損耗。二者均與頻率有很大關系，且在指定頻段內均可能變化很大?；夭〒p耗衡量天線系統(tǒng)的功率傳輸效率。務必使反射回到發(fā)射機的功率最小。任何反射功率都可能使發(fā)射信號失真;若反射回的功率足夠大，甚至會損壞發(fā)射機。20 dB的回波損耗值表示1%的發(fā)射信號被反射回發(fā)射機，99%到達天線——通常認為這是相當好的性能。10 dB的回波損耗表示10%的信號被反射，表明性能不理想。如果回波損耗測量值為0 dB，則100%的功率被反射，這很可能是開路或短路導致的。

3.2 時域反射

　　可以利用高級TDR技術來提供一個最優(yōu)系統(tǒng)的參考映射，以及確定傳輸路徑上開始發(fā)生損耗的確切位置。通過這種技術，操作員可以定位PIM源，從而有針對性地、高效率地予以修復。傳輸線路映射還能提醒操作員注意一些早期故障跡象，防止其嚴重影響性能。時域發(fā)射法(TDR)測量信號經過傳輸線路所產生的反射。TDR儀器讓一個脈沖通過介質，然后將未知傳輸環(huán)境產生的反射與標準阻抗產生的反射進行比較。圖8顯示了一個簡化TDR測量設置框圖。

　　圖9顯示了一個TDR傳輸線路映射實例。

3.3 頻域反射

　　雖然TDR和FDR的工作原理均是沿著傳輸線路發(fā)送激勵信號并分析反射，但這兩種技術的實現方法非常不同。FDR技術采用RF信號掃描，而不是TDR所用的直流脈沖。另外，FDR要比TDR靈敏得多，能以更高的精度定位系統(tǒng)性能故障或降低的地方。頻域反射法原理涉及源信號和反射信號(來自傳輸線路中的故障和其他反射特性)的矢量相加。TDR采用非常短的直流脈沖作為激勵信號，其本身就能覆蓋非常寬的帶寬，而FDR掃描RF信號實際上是在特定目標頻率(通常在系統(tǒng)的預期工作范圍內)運行。

3.4 PIM定位

　　必須注意，雖然線路掃描可以指示阻抗不匹配，從而指示傳輸線路PIM源，但PIM和傳輸線路阻抗不匹配可以是互斥的。PIM非線性可能出現在線路掃描結果未指示任何傳輸線路問題的地方。因此，若要給用戶提供一種解決方案，要求不僅能指示PIM存在，而且能準確識別傳輸線路上何處發(fā)生該問題，就需要采用更復雜的實施方案。

　　綜合PIM線路測試的工作模式與針對設計引入PIM抵消所述的模式相似，不同之處是算法檢查交調產物時間延遲估計的情況不同。應當注意，這些情況中的優(yōu)先事項并非PIM偽像的抵消，而是定位傳輸線路上何處發(fā)生交調。該概念也被稱為“PIM定位”(DTP)。例如，在一個雙音測試中，

　　信號音1：

　　信號音2：

　　w1和w2為頻率; θ1和θ2為初始相位;t0為初始時間。

　　IMD(例如低端)將為：

　　很多現有解決方案要求用戶中斷傳輸路徑，插入一個PIM標準裝置(它能產生固定量的PIM，用來校準測試設備)。使用PIM標準裝置可為用戶提供一個基準IMD，它在傳輸路徑的特定位置/距離處并具有已知相位。圖11(a)顯示了概況。IMD相位θ32(如圖11所示)用作基準位置0。

　　一旦完成初始校準，便重構系統(tǒng)并測量系統(tǒng)PIM，如圖11(b)所示。θ32和θ'32之間的相位差可用來計算到PIM的距離。

　　其中，D為到PIM的距離，S為波傳播速度(取決于傳輸介質)。

　　裝配和銹體PIM可能是一個慢速遞增的過程;完成安裝后初期，基站可以高效率工作，但經過一段時間后，此類PIM現象可能會開始變得突出。振動或風等環(huán)境因素可能會影響PIM水平，故PIM的性質和特點是動態(tài)起伏不定的。掩蓋或抵消PIM不僅可能很困難，而且可能被認為掩蓋了更為嚴重的問題，若不加以解決，可能引發(fā)整體系統(tǒng)故障。這種情況下，運營商會希望避免系統(tǒng)整體停機的相關成本，快速定位引起PIM的器件并予以更換。

　　PIM定位技術(DTP)還為基站運營商提供了這樣一種可能性：跟蹤系統(tǒng)性能隨時間而降低的情況，提前發(fā)現潛在問題。有了這些信息，便可在計劃維修期間更換薄弱點，避免代價巨大的系統(tǒng)停機和專門維修工作。

4 結論

　　PIM現象已經存在多年，為人所知也有段時間了。近年來，業(yè)界的兩種不同變化又把它拉回人們的視野：

　　第一，高級算法現在可通過一種智能方式來檢測和定位PIM，并且能酌情予以補償。以前的無線電設計人員必須選擇能夠滿足特定PIM性能要求的器件，但在PIM抵消算法的幫助下，他們現在有了更大的選擇自由。他們能夠選擇企及更高的性能，或者用成本較低且尺寸較小的器件實現相同的性能水平。抵消算法通過數字化方式輔助硬件元件。

　　第二，隨著基站塔的密度和多樣性爆炸式增長，我們面臨著特殊系統(tǒng)設置(例如天線共享)帶來的全新挑戰(zhàn)。算法抵消取決于對主要傳輸信號的了解。在塔上空間寶貴的情況下，不同發(fā)射機可能共享單根天線，導致出現不良PIM效應的可能性大大增加。這種情況下，算法可能知道發(fā)射機路徑某些部分的信息，并且可以有效工作。而在發(fā)射路徑某些部分信息未知的情況下，第一代高級PIM抵消算法的性能或實現可能會受限。

　　隨著基站設備領域的挑戰(zhàn)難度不斷加大，PIM檢測和抵消算法在短期內預計能給無線電設計人員帶來相當大的好處和優(yōu)勢，但要求開發(fā)工作跟上未來挑戰(zhàn)的步伐。

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第6期第25頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。