PIM چیست و واحدهای اندازه گیری آن کدام است؟

PIM چیست؟

کلمه PIM مخفف Passive InterModulation است . PIM به معنای به حضور ناخواسته هارمونیکهای دو سیگنال ارسالی فرستنده (در باند downlink) در باند فرکانسی گیرنده حساس (باند uplink) گفته می شود. اگر سطوح بالایی از PIM در مسیر گیرنده وارد شود، عملکرد سیستم کاهش می یابد. عملکرد سیستم را می توان با به حداقل رساندن تولید PIM در مسیر فرستنده بهبود بخشید.

تست PIM برای بررسی میزان خطی بودن یک سیستم استفاده می شود و این کار با تزریق دو سیگنال تست با توان و فرکانس مشخص به دستگاه مورد آزمایش و محاسبه اندازه PIM تولید شده در باندهای کناری انجام می شود. این مطلب در شکل فوق نشان داده شده است. معمولا برای اندازه گیری PIM، دامنه هارمونیک سوم (IM3) تولید شده در نظر گرفته می شد زیرا دارای بیشترین توان در هارمونیکهای PIM است.  اگر توان هارمونیک سوم PIM یعنی (IM3) کم باشد، سیستم خطی و اگر زیاد باشد، سیستم غیرخطی است. معمولا اگر در تست PIM با دو سیگنال تست با توان 20W یا (43dBm)، اندازه IM3 کمتر از 150dBc- باشد برای قطعات RF، این مقدار “خوب” در نظر گرفته می شود.

PIM چگونه اندازه گیری می شود؟

سطح توان PIM براساس دو استاندارد اندازه گیری می شود:
1-توان مطلق (dBm) : به مقدار مطلق توان سیگنال PIM برحسب dBm (دسی بل میلی یا 10log(P(mw) گفته می شود

2-توان نسبی (dBc) : به نسبت توان سیگنال PIM به توان سیگنال تست (کریر) گفته می شود که در محاسبه برحسب دسی بل برابر با اختلاف جبری توان سیگنال PIM و توان سیگنال تست است و واحد آن dBc (دسی بل کریر) در نظر گرفته می شود.

مقدار توان مطلق و نسبی PIM در شکل بالا برای دو سیگنال تزریق شده ارسالی با توان 20W (یا 43dBm) نشان داده شده است. در این شکل، سطح توان مطلق PIM برابر با 118dBm- است و توان نسبی PIM به این صورت محاسبه می شود:

-118(dBm)-43(dBm)=-161(dBc)

در حالت کلی، با کاهش سطح توان سیگنال ارسالی (کریر)، سطح توان PIM نیز کاهش می یابد و برای دستگاههای با توان کریر پایین مثلا 5w مطابق شکل زیرف ممکن است سطح توان PIM از سطح نویز (noise floor) دستگاه تست کمتر شد که در اینصورت دستگاه به سختی می تواند سطح PIM را برحسب dBc محاسبه کند.

مقایسه نتایج تست PIM کابل جامپر دو شرکت کارت اعتبار فارس (FCCC) و نقش اول کیفیت (NAK)

این محصول برای هر دو شرکت فوق در دانشگاه تهران و طبق استانداردهای ISO IEC 62037 (2013) تحت شرایط یکسان و با استفاده از دو سیگنال تست 20W (یا 43dBm) با استفاده از سیستم RF Light آزمایش شده است. دو جدول زیر نتایج تست PIM را برای شرکت FCCC برحسب dBc نشان می دهند.

و چهار جدول زیر، نتایج تست PIM را برای شرکت NAK برحسب dBc نشان می دهند.

واحدهای اندازه گیری PIM و تست آن

همانطور که در جدول های فوق مشاهده می شود، تست PIM برای شرکت NAK در سه بازه فرکانسی خاص با طول بازه های کوتاه انجام شده اما این تست برای شرکت FCCC در یک بازه فرکانسی با طول بازه وسیعتر انجام شده است. همچنین باند فرکانسی تست فوق برای شرکت FCCC با سومین باند فرکانسی تست انجام شده برای شرکت NAK هم پوشانی دارد که طول این باند فرکانسی برای شرکت FCCC برابر با 200MHz و برای شرکت NAK برابر با 33MHz است. طبق نتایج به دست آمده در جدول های فوق، مقدار PIM در سومین بازه فرکانسی برای شرکت FCCC (162.73dBc و 163.19dBc-) به مقادیر به دست آمده برای شرکت NAK ، ( 163.02dBc ،  167.29dBc-  ، 159.43dBc و 158.93dBc-) بسیار نزدیک است.