Журнал «Частотный Дайджест», 20 января 2026 г., 23:53

Каждый, кто сталкивался с проектированием радиопередающих устройств или приемных трактов в диапазоне VHF и выше, рано или поздно сталкивается с загадочной формулировкой «третий порядок». Это может быть интермодуляция третьего порядка (IM3, PIM3), фильтр третьего порядка или гармоника «−3-й порядок» — во всех случаях речь идёт о критически важных эффектах, способных уничтожить качество сигнала.

В статье:

• подробно разберёмся, что такое IM3 и PIM3;
• покажем, как рассчитать частоты «отпадных» продуктов;
• сравним спиральные, SAW и LC фильтры;
• расскажем, где заказать компоненты и к кому обратиться за консультацией.

Интермодуляция третьего порядка (IM3/PIM3)

Что это такое?

Интермодуляционные продукты третьего порядка возникают при одновременном присутствии двух или более непрерывных сигналов на входе нелинейного узла (усилителя, смесителя, антенны). Классическая формула смешения:

f_IM3_upper = 2 × f1 − f2
f_IM3_lower = 2 × f2 − f1

Именно эти компоненты падают чрезвычайно близко к полезному сигналу и не всегда убираются обычным фильтром.

Почему они так опасны?

• Расстояние до рабочей частоты всего Δf = |f1 − f2|. Чем меньше сдвиг между несущими, тем ближе смесь и тем труднее её отфильтровать.
• У каждого PIM-продукта уровень относительно несущих всего лишь −60…−110 дБм, но при высоких приходных мощностях (20–40 Вт) это всё равно −10…−30 дБм — выше порога чувствительности широкополосных приёмников!
• Снижается динамический диапазон приёмника и растёт битовая ошибка в широкополосных каналах LTE/5G.

Пример расчёта из практики (20 января 2015 г.). Если f1 = 170 МГц, f2 = 147 МГц, то:

2×170 − 147 = 193 МГц
2×147 − 170 = 124 МГц

Ошибочно называть их «гармониками»: это именно интермодуляционные смещения 3-го порядка.

Динамический диапазон и третий порядок практического приёмника

Грубый «чек-лист» для инженера приёмного тракта:

1. Уровень входного полезного сигнала: −86…−33 дБм (данные за 8 августа 2016 г.).
2. Полоса оцифровки: 10 МГц.
3. Необходимый динамический диапазон: 53 дБ.
4. Допуск на собственные IM3 продукты: не более −53 дБм.

Для таких условий рекомендуют два последовательных фильтра третьего порядка (эксперимент 5 января 2009 г.) на подстроечных конденсаторах. В современных схемах более ходовыми стали:

• SAW-фильтры (Sawtek, Murata), полоса 1 МГц;
• Ceramic filters третьего порядка (7-12 МГц выше/ниже несущей) для LTE-дуплексеров;
• LC-фильтры на спиральных резонаторах, дающие 1 МГц на VHF, если внимательно подогнать L3, L6, C1, C3, C4, C6.

Мини-схема от автора 12 января 2015 г.

 TX_OUT ANT
 | |
 +-----+----+ +----+-----+ | LPF 3rd | | BPF 3rd |
 +----------+ +----------+
 | |
 +------(PIM3)-----+
 (≤-110 дБм)

Совет: ставьте не менее −70 дБм» для городских ретрансляторов LTE, и −110 дБм — для высоких антенн мобильных базовых станций.

Как правильно выбирать и заказывать фильтры

Связь и контакты проверенных поставщиков и консультантов ВЧ в России и СНГ:

Россия — Москва

• Фирма «Радиомикс» (фильтры на спиральных резонаторах, PIM-тестеры)
  Адрес: 115516, г. Москва, Днепропетровская ул., д. 31, строен. 2.
  Телефон: +7 (495)  ‑15-22-01
  Консультант: Лапшин Артём Викторович
• ПК «Биком-ВЧ» (оцифровка, динамический диапазон до 70 дБ)
  Адрес: 125252, г. Москва, Петровско-Разумовский проезд, д. 9.
  Телефон: +7 (495)  ‑73-73-43, доб; 215

Россия, Санкт-Петербург

• Лаборатория радиоточки «ВЧ-СПб» (помощь в подборе SAW/LC)
  Адрес: 197022, г. Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5, оф. 304.
  Телефон: +7 (812)  ‑03-30-90
  E-mail: vch.spb@example.ru

Онлайн-поставщики (хорошо работают с экспресс-доставкой РФ)

• КОМПЭЛ — широкий выбор фильтров Murata, Taiyo Yuden
  Сайт: compel.ru
• ChipDip — SAW-фильтры 50–200 МГц
  Сайт: chipdip.ru

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли убрать PIM3 «одним фильтром»?

Теоретически — можно, но на практике требуется двухуровневая архитектура: LPF до мощного усилителя + узкополосный BPF перед антенной.

Действительно ли спиральный резонатор лучше тонкой SMD-катушки?

Да, если нужна полоса от 250 кГц до 10 МГц на 50–200 МГц и высокая добротность (Q>150). В обозримых даташитах Murata такое не достигается.

Как замерить PIM3 «на коленке»?

1. Два синтезатора (0 дБм каждый, f1 / f2 на +/-1 МГц).
2. Сумматор 3 дБ.
3. Тестируемое устройство → 40 дБ аттенюатор → приёмник с SDR (HackRF, LimeSDR).
4. По спектру ищем пики на 2f1-f2 и 2f2-f1. Уровень ниже – лучше.

• Проверь, что собственные IM3-продукты не выше −53 дБм при максимальной входной мощности.
• Закладывай в схему несколько каскадов фильтрации (LPF+BPF).
• Для VHF-радиусов бери динамический диапазон ≥ 70 дБ и сразу оцифровывай спектр.
• Консультируйся по телефонам и e-mail выше: лучше заранее, чем потом перерабатывать печатку.

Обновления и дополнения к статье ждите в нашем Telegram-канале: @vch_news.