任何通用RF器件（無論是混頻器、放大器、隔離器還是其他器件）的鄰道漏電比（ACLR）通常由器件的三階交調失真（IM3）決定。可以推導出器件的IM3性能與輸出交調截點（OIP3）參數之間的關系。以下段落中推導出了預測 ACLR 性能作為此 IM3 性能參數函數的公式。

ACLR/IMD模型

查看RF器件中ACLR劣化源的一種便捷方法是將寬帶載波頻譜建模為單個CW子載波的集合。這些子載波中的每一個都將承載總載流子功率的一小部分。下圖說明了此類模型。在這種情況下，連續RF載波由四個單獨的CW子載波建模，每個子載波的功率是總寬帶載波的四分之一。子載波在載波帶寬上以相等的間隔分布。

圖1.寬帶載波信號的子載波模型。

圖1中的綠線從左到右稱為子載波1、2、3和4。如果我們只看左邊的兩個子載波（1和2），我們可以考慮RF設備中的任何IMD3失真導致的三階IMD產品。這種三階失真將表現為兩個子載波本身兩側的低電平子載波。兩個“綠色”子載波左側的第一個“紅色”失真產物是這兩個子載波的IMD3失真的結果。

來自子載波 3 和 1 的 IMD3 分量具有與載波 3 相同頻率間隔的 IMD1 失真產物。這將在載波頻譜的左側生成第二個“紅色”IM產物。同樣，來自子載波 3 和 1 的 IMD4 會在遠離載波邊緣的地方產生失真產物。

值得注意的是，這里還有其他IMD產品。子載波 2 和 4 產生 IM3 產品，這些產品直接落在子載波 1 和 2 的 IMD 產品之上。這種求和效應迫使靠近RF載波邊緣的IMD產品比遠離RF載波邊緣的IMD產品幅度更高，從而產生出現在ACLR失真頻譜中的特征“肩膀”。Leffel1的一篇論文詳細介紹了來自多個子運營商的IMD產品的總和。

這種方法可以量化，以預測單個IMD3失真產品的實際水平。還可以通過增加模型中使用的單個子載波的數量來擴展模型，這有助于提高其精度。 多個寬帶載波的 ACLR 性能看起來很像此模型中的 ACLR，其中每個單獨的寬帶載波只占總寬帶載波帶寬的一小部分。與連續寬帶載波集合中的最后一個載波相鄰的載波的ACLR位于IMD3引起的失真響應的高肩上。這導致多載波箱的ACLR比單載波系統的ACLR差得多。同樣，這種效應可以量化并用于準確預測單個或多個寬帶載波的ACLR性能。這種基本方法用于僅根據OIP3規范預測ACLR性能RF器件。

基本關系

器件的三階互調產物與該器件的三階交調截點的關系如下：

IMD3 = （3 × Pm） ? （2 × OIP3）

其中：

Pm = 雙音測試用例中每音功率

IMD3 = 三階 IM3，單位：dBm，絕對功率

OIP3 = 三階交調截點，絕對功率

為方便起見，此公式可以重寫為相對IMD3，即相對于功率電平（P）的IM3性能。

IMD3 = 2 × （Pm? OIP3）

其中：

Pm = 雙音測試用例中每音功率

IMD3 = 三階 IM3，單位：dBc，相對功率

OIP3 = 三階交調截點，絕對功率

例 1

考慮總輸出功率（Ptot）為+30dBm，OIP3為+45dBm的PA。這種PA的相對IMD3可以通過使用上述公式得出。但是，IM3測試用例中兩個音調中每個音調的輸出功率將比PA的總輸出功率低3dB，或每個音調+27dBm。因此，我們使用這些值來計算此 PA 的 IMD3：

總功率放大器的 Ptot = +30dBm

pm = （+30dBm ? 3dB） = +27dBm 每音

OIP3 = +45dBm

IMD3 = 2 × （27 ? 45） = ?36dBc

ACLR 與 IMD3 的關系

寬帶載波的ACLR可以通過校正因子與雙音IMD3性能相關。此校正是由于 ACLR 性能因 IMD3 性能而降低。這種退化本身是由于擴頻載波的頻譜密度形成的各種互調產物的影響。ACLR 與 IMD3 的有用關系如下：

ACLRn = IMD3 + Cn

其中 Cn來自下表：

現在，我們可以將IMD3和ACLRn的上述關系組合成一個統一的表達式，從RF器件的基本性能參數中得出多個擴頻載波的ACLR。

ACLRn = （2 × ［（P ? 3） ? （OIP3）］） + （Cn）

其中：

Ptot = 所有載波的總輸出功率，單位為 dBm

OIP3 = 器件的 OIP3，單位為分貝

ACLRn = “n”載流子的 ACLR，單位為 dBc

Cn = 上表中的值

例 2

讓我們重復我們的數字示例，現在假設功率放大器必須產生四個載波，每個載波250mW，總輸出功率為1W。

每個載波的P = +24dBm

共 Ptot = +30dBm 總分貝

OIP3 = +45dBm

ACLRn = 2 × （（30 ? 3） ? （45）） + 12

ACLRn = ?36dBc + 12dB

ACLRn = ?24dBc

可以重新排列公式以推導出所需ACLR的OIP3要求。然后，重寫的公式將如下所示：

OIP3 = 0.5 × （［2 × （P ? 3）］ ? ［ACLRn］ + ［Cn］）

其中：

P = 所有載波的總輸出功率，單位：dBm

OIP3 = 器件的 OIP3，單位為分貝

ACLRn = “n”載流子的 ACLR，單位為 dBc

Cn = 上表中的值

例 3

讓我們重復我們的例子，現在該功率放大器的四載波ACLR目標為?50dBc。

每個載波的P = +24dBm

共 Ptot = +30dBm 總分貝

ACLRn = ?50dBc

OIP3 = 0.5 × （［2 × （30 ? 3）］ ? ［?45］ + ［12］）

OIP3 = +55.5dBm

結論

載波功率電平、OIP3 規格和單/多載波 ACLR 性能之間的關系已針對通用射頻器件推導出來。這種關系適用于性能由三階失真積主導的RF器件。這包括許多常見的RF設備，當驅動時不要太接近其飽和水平時。據觀察，該模型的ACLR預測精度約為±3dB。

審核編輯：郭婷