《电讯技术》专题资料《通信系统中的无源非线性技术研究》题要（一）

无源互调的非线性机理及其分析方法.本文研究了无源互调非线性的物理机理及其分析方法。指出无源互调干扰主要来自两种无源非线性：即接触非线性和材料非线性。对几种重要的非线性机理（半导体机理、电子隧道效应、二次电子倍增放电效应和接触机理）进行了特别的描述。幂级数法的分析表明，等幅二载波情况下三阶无源互调功率随总输入功率以3dB／dB的速率增加；在不等幅二载波且总输入功率保持不变情况下，当载波功率之比较大时（大于10dB），三阶无源互调功率随输入载波功率比的变化是对数线性的，当离三阶互调产物较近的发射载波的功率比另一个载波的功率高出3dB时，对应的三阶互调功率最大。结合相关文献的测量数据对该非线性模型进行了验证，证实了这种方法的正确性和有效性。     

微带电路无源互调干扰问题综述

无源互调（PIM）干扰是微波射频电路面临的主要可靠性问题之一,随着微波射频电路小型集成化发展,微带电路无源互调效应研究开始受到工业界和学术界广泛关注。研究微带电路无源互调机理、评估和抑制方法,对于制备小型化、高可靠性微波射频电路具有重要价值。与腔体部件相比,微带电路的非线性往往是分布的,且与基材选择、制造工艺和器件结构等方面都有重要关系,因此研究难度更大。近年来虽然关注微带电路互调的研究越来越多,但依然难以直接指导微带电路的实际设计。基于此,本文系统论述了近年来微带电路无源互调领域的研究情况,包括非线性机理、仿真建模以及测试诊断等方面,为未来更深入地研究微带电路无源互调效应提供参考。     

辐射场中金属接触无源互调干扰研究

为了评估辐射场中金属接触结构引起的无源互调（passive intermodulation，PIM）对接收天线的干扰程度，提出并验证了一种可以预测被天线接收的PIM幅值的计算方法.应用PIM点源模型，并基于接触结处载波激励电流幅值和PIM信号耦合效率的仿真建立辐射场中金属接触PIM的计算方法；采用缝隙波导工装基于近场耦合测试原理对两根铜丝搭接而成的接触结构在缝隙波导近场辐射场中的三阶无源互调（third-order passive intermodulation，PIM₃）及其按位置分布规律进行测试分析.理论计算和实验测试结果比较吻合，证明本文提出的计算方法能够预估辐射场中金属接触PIM幅值.本研究工作为评估辐射场中PIM产物提供了分析方法，同时有助于深入理解辐射场中金属接触PIM的产生机理.     

波导法兰连接的无源互调分析与测量

在卫星通信系统中,非铁磁性微波无源器件的无源互调(PIM)问题非常严重,产生PIM的根源在于天线、波导法兰等无源器件的非线性效应,例如场发射、量子隧穿、热电子发射、电致伸缩、微放电等[1]。文中通过对波导法兰无源互调模型的分析和测量,得出波导间接触压力越大,各阶PIM越小;PIM阶数越高,载波功率之比对其影响越大。     

高效无源互调建模仿真中的统计方法

在现代大功率通信干扰问题中,无源器件的非线性杂散干扰机理最为复杂,在现代大功率高密度的通信系统中越来越受到重视。面对无源器件的典型非线性效应之无源互调(PIM)问题,本文从PIM产生机理、建模角度梳理了近年来国内外普遍的PIM建模方法及关键步骤。针对几种典型微观界面等效、PIM数值转换方法以及面向工况条件的微波部件建模问题,总结了现有的可行方法。进一步提出了基于统计方法分析动态PIM区间预测分析方法的思路,该方法同样基于微观统计方法,对接触界面的不可具体量化的界面问题进行建模,最终获得工况条件下接触PIM的统计分布区间及其产物概率,为实际工况条件下微波部件PIM预测提供了一种大样本分析方法,为进一步提高实际微波部件的PIM稳定性提供了参考。     

5G和卫星通信中无源互调电磁干扰研究

现代通信技术向着高密度、高集成、广域覆盖方向快速发展,无线接入终端数量大幅提升,微波器件固有寄生的无源非线性导致的互调干扰严重制约了现代频谱资源的高效利用.文章从无源互调机理研究出发,梳理了国内外无源互调机理研究中的经典问题以及最新进展,总结了近几十年来关于无源互调建模、检测、抑制与对消的研究成果,并结合现代通信技术特点,指出多物理场、多调制模式、多信道重合条件下的PIM问题将成为研究热点.     

无源互调干扰对通信系统抗噪性能的影响

由无源器件产生的互调现象通常被称为无源互调（简称PIM）。在大功率多通道通信系统中的无源互调产物，一旦落入接收通频带之内，就会成为通信系统中的寄生干扰之一。采用合成干扰模型假设和特征函数方法简化了PIM问题，对包括PIM干扰在内的总干扰的统计特性进行了数学分析，进而对无源互调对通信系统的抗噪性能的影响做了数值模拟,这为通信系统的设计提供重要参考。分析和模拟结果表明，总干扰的尾分布与高斯噪声很不相同，无源互调对通信系统的影响主要是在低误码率范围内。     

舰船通信系统的无源互调研究

在介绍无源互调（PIM）产生机理的基础上,分析了舰船通信系统的PIM现状及基本测试方法．从系统设计的角度出发,介绍了降低无源互调干（PIMI）的一些方法。结合工程实践,给出了舰载超短玻通信系统无源互调分析示例,这将有助于系统工程师预测系统设计性能,控制技术风险,进一步降低PIMI的影响。随着涉及舰船通信的无源互调相关技术规范的逐步推出,密集电磁环境下的PIMI将得以有效控制。     

无源互调（PIM）

无源互调（Passive Inteer—Modulation,PIM）是由发射系统中各种无源器件的非线性特性引起的。在大功率、多信道系统中,这些无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波,这些谐波与工作频率混合会产生一组新的频率,其最终结果就是在空中产生一组无用的频谱从而影响正常的通信。     

美国无线通讯集团推出PIM 31分析仪

2009年12月7日,美国无线通汛集团下属企业Boonton推出一款用于射频器件及组件无源互调分析的PIM31精密分析仪。无源互调是射频路径中两个或更多信号同时存在时,由于无源器件非线性而产生的信号混合效应。所有无源器件都会产生某种程度的互调分量,但要想获得最佳的接收和发射性能,无源互调分量必须被控制在极低的水平。     

益莱储联手合基电讯共推PIMPro无源互调测试仪

近日,益莱储宣布联手合基电讯,加大PIMPro无源互调测试仪的推广力度。移动通信业务的飞速发展,运营商对通话质量和用户满意度的日渐关注使得对基站天馈系统互调性能的评估格外重要。在影响无线基站的各个因素中,PIM(PassiveInter-Modulation)无源互调是由发射系统中各种无源器件的非线性特性引起的,是影响基站天馈系统的重要因素之一。当两个或两个以上频率遇到一个非线性的电学结果类似的物质就会产生互调,其结果是产生了我们不想要     

WTG推出Boonton 20瓦PIM测试系统——PIM 31分析仪

2009年12月7日,美国无线通讯集团(Wireless Telecom Group,即WTG)下属企业Boonton推出一款用于射频器件及组件无源互调分析的PIM31精密分析仪。无源互调是射频路径中两个或多个信号同时存在时,由于无源器件非线性而产生的信号混合效应。所有     

微带传输线的无源互调效应实验研究

通过专用无源互调分析仪对微带传输线的无源互调(Passive Intermodulation,PIM)效应进行了初步实验研究.在不同微波介质基材上设计并加工了特征阻抗为50Ω的不同长度的微带传输线,通过专用无源互调分析仪进行PIM测试.实验结果表明:输入载波功率每增加1dB,三阶PIM产物功率增加约2.7dB;三阶PIM产物有随载波频率增加而减小的趋势;微带传输线越长,则PIM产物功率越大;微波介质材料对PIM产物也有一定影响.所得实验规律对高性能微波集成电路设计具有借鉴意义.     

基于接触非线性的无源互调抑制技术研究进展

无线通信系统日益朝着高功率、高灵敏度的方向发展,无源互调(PIM)对信号传输的干扰问题是通信系统发展中亟需攻克的难题之一。据此,本文综述了无源互调产生的机理,并从降低接触面粗糙度、应用涂层材料和优化器件结构3个方面重点总结了无源互调抑制技术的研究进展,同时对不同抑制技术的优缺点进行了分析,最后对无源互调抑制技术的发展趋势进行了展望,以期为相关研究者提供借鉴和指导。     

一种相位可调的多载波无源互调测试方法

随着多波束卫星通信技术的发展,收发共用技术被广泛应用,微波无源器件大功率引发的无源互调(PIM)效应面临着挑战。本文根据多波束卫星通信工作模式,在双载波测试PIM的基础上设计了一种相位可调的多输入多输出多载波PIM测试方法。考虑多载波叠加效应,开展了多载波PIM理论分析。组建的7路测试系统通过了-60～60℃天线馈源PIM试验,PIM电平稳定在-155 dBm以下。此测试系统已用于星载部件多载波无源互调性能检测。     

WCDMA系统中PIM的分析与测量

由于高功率微波(HPM)武器的应用和电子系统的复杂化,通信系统中大功率发射和高灵敏度接收的需要,无源互调(PIM)问题变得日益突出。首先简要介绍了PIM测量系统的特点和基础的测量方法;其次,分析了WCDMA系统中某发射频段内的PIM效应,并计算了有主要影响的三阶互调频率;最后采用反射测量法给出了WCDMA二端口无源互调测量系统框架和相应的参数说明。     

高频无源互调产品的加工方法和品质控制探讨

随着新技术在无线通讯的应用,对高频产品的传输信号和射频功率等提出了更高的要求,无源互调（PIM）成为限制系统容量的重要因素。文章针对一种高频PCB产品出现PIM异常而影响射频信号,通过不同的对比试验分析和验证,找到影响PIM偏移的原因和控制方法。     

微波频段金属接触非线性引起的无源互调功率电平的分析和预测

微波频段由于金属接触非线性引起的无源互调可对系统性能造成严重影响。本文讨论了微波频段金属接触非线性的主要机理和简化模型 ,推导了双正弦输入时任意奇数阶无源互调幅度的多项式表示式和矩阵表示式 ,并给出了三阶和五阶无源互调功率的表示式。作为应用实例 ,利用微波频段金属接触引起的低阶无源互调功率电平的测量值 ,对其高阶无源互调功率电平进行了预测 ,通过比较发现 ,预测结果与测量结果基本一致     

一种基于FPGA消除多天线间PIM信号的装置

在频分双工（Frequency Division Dual,FDD）通信系统中,上下行使用对称的频带资源进行全双工模式通信,该模式受无源互调（Passive Inter Modulation,PIM）干扰影响较大。在某些特殊频点配置下,下行多路发射信号的互调信号会落入上行信道的接收频带内,尤其是在三阶互调下,这是因为其信号能量相对于其他高阶互调能量更大,对接收信道的干扰更为明显。因此提出一种部署在基带处理单元（Base Band Unit,BBU）和多台射频拉远单元（Remote Radio Unit,RRU）之间的增强型的PIM干扰信号消除（EPIMC）设备,相对于通常的PIM干扰抑制解决方案,EPIMC可以更好地抑制天线内不同频段以及天线间不同频段产生的PIM信号。     

微波天线的无源互调问题分析

无源互调(PIM)是由无源电路(如基站移动通信系统中的基站天线)的非线性造成的。当测量一个微波天线的PIM性能时,标准的PIM产生器对评估测量系统的性能是非常有用的。本文最终目的是使用一个小型阵列天线或单元天线评估大型阵列天线情况下的小测量环境。因此我们应该讨论在一个小空间中的天线增益对PIM测量的影响。