低互调无产设计规范.ppt

* 电子科技大学 贾宝富 博士 现代滤波器设计讲座 低互调产品设计规范 序言 本讲座试图给出减少滤波器、双工器、合路器和塔顶放大器（Tower Mounted Amplifier ）等产品无源交调(PIM-passive intermodulation)的设计规范。遵循这些规范，设计师可以设计出低PIM产品。设计规范涉及4类问题： 金属接触； 铁氧体材料； 电镀 其它? 金属接触 有电流通过非理想金属接触处会产生PIM（无缘交调）。一般有3种方法来防止PIM： 减少关键区域中的电流密度 提高金属的接触质量（螺钉处的接触和焊点处的接触） 从PIM的产生和测量来考虑增加隔离 a)减少关键区域中的电流密度的方法 避免调谐螺钉过长。采用更高的谐振器或阶梯阻抗谐振器。 如果调谐螺钉必须深入谐振器，可以考虑增加谐振器内部开孔的直径。 避免耦合调谐螺钉 过长(距离腔体底部过近)。如果需要可以开更大的耦合窗口或者使用固定的基座。 把耦合螺钉放置在耦合窗口的中间位置（即使这意味着调谐范围会更小）。 a)减少关键区域中的电流密度的方法 谐振器的调谐螺钉要放置在中心?； 使用M5的调谐螺钉比M3的更好；? 把谐振器放置在适当的位置（腔体几何形状的重心附近）来使腔体壁上和谐振器自身的表面电流最小。 a)减少关键区域中的电流密度的方法 在那些电流大的区域避免尖锐的边缘，这些尖角也使电镀变困难。 ?耦合窗口 方形谐振器 a)减少关键区域中的电流密度的方法 a)减少关键区域中的电流密度的方法 连接线。在可能的情况下，连接线使用圆柱形比带状更好。如果只能用带状，最好把边倒圆角。 谐振器顶部 (阶梯阻抗谐振器中间) a)减少关键区域中的电流密度的方法 谐振器和腔体连接的跟部 腔体内部 尽可能使用大的腔体。天线结点附近的腔体要用更大的尺寸。 连接线尽可能用更粗或更宽的（例如接头导线、同轴线、带状线、输入输出抽头）。在低通滤波器高阻抗段避免直径太小(1.5 mm)； 接头导线、同轴线和带状线尽可能尝试使用连贯和均匀的形状 避免使用分段的谐振器。如果为了温度补偿一定要用分段谐振器，需要使用尽可能高的基座（以减少不连续区域中的电流）。尽管其它谐振器都是分段的，第一个谐振器（靠近天线结点的那个谐振器）也可以考虑不使用分段结构（但是对窄带滤波器而言这几乎是不现实的）。分段谐振器直径不能太小（1/4腔体尺寸）。 设计腔体时，尽量选用最大可用的高度。 避免小的间隙（检查耦合螺钉与窗口底部和耦合螺钉与交叉耦合结构之间的距离） 耦合结构尽量简单，实现一组对称的传输零点，尽量采用1个CQ结构的交叉耦合而不是2个CT结构来实现。 b)提高关键区域接触质量（螺钉处的接触和焊点处的接触的方法） 固定盖板的螺钉孔与滤波器壳体之间要留有间隙。 用平锥头螺钉固定盖板要优于平头螺钉。同时考虑使用更粗的固定螺钉。 确保滤波器上每个固定螺孔周围有足够的材料包裹 减小盖板与滤波器壳体顶部之间接触的多余区域，可以去掉无用的材料，也可以改变腔体的形状。 避免平行排列的盖板螺钉之间的距离过近。如果不能避免，要指定拧上盖板螺钉的路径/顺序。 避免盖板与滤波器顶部的接触区域太薄（3mm），尤其在盖板边缘处。 在滤波器的顶部有长而薄的排骨状的结构，固定螺钉无法放置的地方挖去一些材料（例如1mm） 减少存在电流的金属-金属的接触区域 端面接触区域使用环形凸台。 分段谐振器底部去掉一部分金属材料，减少接触面积。 在上面一节谐振杆上挖一个槽； 在两个金属结构接触的表面采用精密加工，例如： 滤波器盖板 加载谐振器? 在那些表面电流较强的地方设置固定盖板的螺钉。 距离谐振器最近的位置 耦合窗口边缘附近的位置 尽可能在低通滤波器的高阻抗线附近的位置 与垂直放置的传输线一致的位置 在关键区域使用足够多的固定螺钉来确保盖板盖紧（一般而言不超过15mm） 要注意妨碍正常接触的部分，务必要留出足够的机械装配公差，例如： 谐振器基座 围绕接头的涂料 焊点的数量尽可能少。考虑用螺钉式的结构或者一体化的解决方案。 耦合窗口可以代替耦合环 用抽头线或者焊接回路代替螺钉连接。 考虑采用一体式的接头 在滤波器腔体上尽量避免使用感应焊焊接。 使焊点容易操作和检查，并且焊锡很容易流向焊点周围。 避免两个（或多个）焊点离的太近。 c)减少无源互调泄露的方法  把有高的过电压和电流的TX腔体放置在TX输入端口附近（典型的是一些有较强负交叉耦合的腔体） 把有高的过电压和电流的RX腔体放置在RX输出（LNA）端口附近（通常是一些有较强正交叉耦合的腔体） 建议不要把低通滤波器放置在公共结点和天线端口之间。把低通