在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)里，T/R 組件宛如掌控信號進出的樞紐。它的性能表現(xiàn)，直接影響著通信的清晰度、雷達的精準度，甚至決定了整個系統(tǒng)的可靠性。之所以要對其進行嚴苛測試，是為了在復雜多變的電磁戰(zhàn)場環(huán)境以及海量的數(shù)據(jù)洪流中，確保每一條信號都能夠高效、純凈且無干擾地精準收發(fā)。這涵蓋了發(fā)射功率的穩(wěn)定性、頻譜的純凈度、接收微弱信號的敏銳度，還有面對極端環(huán)境時的堅韌性等多個方面。下面，我們將深入探討 T/R 組件測試中有關三階互調(diào)的部分。

本文將分享 T/R 組件測試中的三階互調(diào)失真 IMD3 相關知識。

一、互調(diào)失真概念

在射頻或微波多載波通訊系統(tǒng)中，三階互調(diào)是衡量線性度或失真的重要指標。在了解 IMD3 之前，我們先介紹一下什么是 IMD。IMD 即 intermodulation distortion（互調(diào)失真），指的是當兩個或多個頻率信號（如 f?, f?）通過非線性系統(tǒng)時，由于系統(tǒng)的非線性特性，會產(chǎn)生原始信號頻率的組合頻率分量的現(xiàn)象。這些新增的頻譜分量被稱為互調(diào)產(chǎn)物（IM Products）。

互調(diào)產(chǎn)物可以用公式表示為：f_IM = |m|f? + |n|f? + |p|f? + ? ，其中 m, n, p, ... 是整數(shù)（可正可負）?；フ{(diào)產(chǎn)物的階數(shù)（K）為各系數(shù)之和，即 K = |m| + |n| + |p| + ? 。例如，三階互調(diào)產(chǎn)物（IM3）為 2f? - f? 和 2f? - f?（在雙音系統(tǒng)中緊鄰主頻），此時 K = |2| + |-1| = 3。

當互調(diào)產(chǎn)物的頻率落入有用信號接收頻帶時，就會對通信系統(tǒng)造成干擾，這種干擾被稱為互調(diào)干擾。在輕度非線性系統(tǒng)中，三階互調(diào)產(chǎn)物（IM3）的幅度通常是的，因此是系統(tǒng)設計時重點抑制的對象。不過在強非線性區(qū)，高階互調(diào)也需要同步考量。

假設兩個頻率的頻率差為 Δf = f? - f?（f? > f?），三階互調(diào)的頻率一般在 f? + Δf 和 f? - Δf 的位置，如下圖所示：

二、測試方法

1. 硬件測試鏈路
   TR 組件的三階互調(diào)測試，需要向 DUT 輸入端輸入一組等幅雙音信號，然后測量輸出的互調(diào)分量（IM3）。這里測試用到一臺 R&S 的網(wǎng)絡分析儀，該網(wǎng)分有四個端口，且內(nèi)部有合路器，可以將 Port1 與 Port3 的單音信號合并成雙音信號，通過 Port1 輸出。將 Port1 連接 DUT 輸入端（天線口），Port2 連接輸出端（集合口），下發(fā)波控使被測件至接收狀態(tài)。
   

   

2. 儀表配置
   在儀表右側(cè)控制區(qū)域，選擇 Meas -> Inter - modulation -> Intermod... ，打開互調(diào)相關的詳細配置，選擇 Combiner Confguration。接著選擇 Internal Combiner（內(nèi)部合路器），用于控制網(wǎng)分輸出兩個 Port 口合并生成雙音信號。
   

   

   
   將 IMD Sweep Type 修改為 IMD CW Mode，配置 Center Frequency，與 Tone distance（雙音信號的間隔）等參數(shù)，點擊 Apply -> OK 完成配置。
   

   

   
   配置完成之后，可以看到可選測量參數(shù)有互調(diào)產(chǎn)物、互調(diào)截止點。通常互調(diào)測試較為關注 IMD3（互調(diào)分量與基頻分量功率比）以及 IP3（三階互調(diào)截止點）。三階互調(diào)分量與基頻分量的功率比值定義為 IMD3，單位是 dBc，在這里我們選擇 IM3MOR 就是我們要測的三階互調(diào) IMD3 了。