表6列出了B3和3.5 GHz相關器件互調計算參考值。利用這些參數可計算互調干擾的強度以及落入接收頻段帶來的靈敏度回退情況。
表6 互調干擾器件參數
計算落入B3主輔接收通路的二階互調產物,引起的整機靈敏度相比單頻段靈敏度回退值為29 dB。落入B3 LNA主輔接收通路的四階互調產物帶來的整機靈敏度回退為7 dB??梢姡A互調造成的靈敏度回退占主導地位。PA的正向互調在各互調產物中占主導地位,即PA輸出信號經PCB泄露到另一PA輸入端引起的互調。外加濾波器等射頻器件難以解決因PCB泄露造成的互調干擾,需考慮調度等方式來規避該干擾。
4.諧波混頻干擾
在零中頻接收機中,高頻信號與本振混頻后經低通濾波器被還原到基頻。同樣,下行接收信號的倍頻與本振的倍頻混頻,經低通濾波器后也會被還原到基頻。該信號將對有用信號造成干擾,導致靈敏度回退。這種干擾稱為諧波混頻干擾。
以三次諧波為例,如圖7所示,Fc為低頻段下行有用信號的中心頻點,3Fc為高頻段上行發射信號的中心頻點。兩個信號在接收機中分別經本振的Fc頻率和其三次諧波3Fc頻率混頻,頻譜均被搬移到基帶,RFIC接收機內部的低通濾波器無法區分這兩個信號從而造成干擾。
圖7 諧波混頻圖示
在實際收發信號中,當3.5 GHz信號的發射頻段與LTE接收頻段的倍頻有交疊即存在發生諧波混頻干擾的可能。如圖8所示,場景2和場景3將會發生諧波混頻[3-4]。
圖8 諧波混頻頻譜關系
圖9是終端內部諧波混頻干擾的示意圖,以B26+B41為例。B41的發射信號進入B26的接收鏈路,與B26中心頻點Fc的諧波進行混頻,經低通濾波器進入基帶。按照B41 PA輸出功率27 dBm,PCB隔離70 dB,RFIC對三次諧波的抑制為20 dB計算,混頻干擾帶來的靈敏度回退達44 dB。由此可見,諧波混頻帶來的靈敏度回退很大。為降低干擾,需增加PCB隔離或降低本振的諧波強度。
圖9 終端內諧波混頻示意圖
5.結束語
LTE低頻段與5G的3.5 GHz頻段同時工作的場景下,存在多種諧波干擾、互調干擾等,這些干擾均使靈敏度進一步惡化。干擾的主要來源是PA輸出信號經PCB耦合進入接收鏈路的諧波干擾和互調干擾。通過在收發鏈路增加諧波抑制濾波器以及采用分立天線等射頻方法無法解決PCB耦合帶來的干擾。在實際應用中,可進一步從以下方面研究如何減少上述干擾帶來的影響。首先,研究通過資源調度盡量避免干擾頻率組合的使用;其次,需進一步研究通過LTE與5G不同時收發,限定終端在LTE和5G的發射功率等降低干擾的方案;最后,在終端設計時應盡量增加PCB隔離度,如將可能產生互干擾的布線及器件等拉遠放置以增加隔離,對關鍵器件增加屏蔽罩降低輻射干擾等。以上方案的實際應用效果有待進一步驗證。