无源互调产生的物理机制

随着无线通信和卫星通信技术的迅速发展,无源互调（PIM）对通信系统的干扰越来越显著。该文主要介绍了PIM产生的非线性物理机制（包括接触非线性和材料非线性）。接触非线性主要来源于接触中的隧穿效应、热电子发射等,并受到接触表面粗糙度、接触间机械应力与对称性等因素的影响。材料非线性主要来源于材料中的热电耦合和非线性源散射效应,其几何结构与点状污染等因素也会对PIM产生影响。未来,PIM底层物理机理的研究需求更加迫切,需要深入到微观领域,并且与多物理场建模与分析技术相融合,才能深入全面地揭示无源互调机理,进而指导无源互调抑制的相关设计。     

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。     

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。     

GSM二次谐波和二阶无源互调IM2与三阶无源互调IM3的研究

正1引言互调干扰在移动通信系统中很常见,若处理不当,将影响移动通信系统的服务质量和信噪比,从而影响通信系统的容量。以下结合案例数据,对GSM二次谐波和二阶无源互调IM2与三阶无源互调系统进行分析。无源互调是指非线性射频线路中,在大功率条件下,在输入两个及以上载波时,因为微波部件的非线性产生载波不同谐波和/或差频信号现象。无源非线性会引起射频信号产生许多谐波信号,二阶、三阶互调产物是因为通信系统中无源器件非线性引起互调干扰。这会对移动通信系统接收机造成严重干扰,尤其是在多系统     

移动通信微波部件无源互调干扰综述

在地面通信系统中,基站的微波部件长期暴露在外,受温度、湿度、污染等因素影响,原本洁净的部件表面受到氧化、沾污等,导致接触不良,产生无源互调(PIM),干扰通信系统,导致地面移动通信中PIM的干扰不可避免。卫星通信系统中,由于通信距离远、平台限制等,必须采用收发共用模式,随着接收机灵敏度提升,对PIM指标要求更高;因系统高可靠性要求,PIM成为系统成败的关键问题之一。本文介绍了地面移动通信和星载微波部件PIM干扰的特点和研究进展,以期对PIM研究提供参考。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于正态分布宽带信号的无源互调特征行为分析

在现代无线通信中,无源互调是影响通信信号传输质量的重要因素。双音互调测试能够有效衡量无源器件的非线性特性,却无法准确预测出器件在宽带信号激励下的非线性失真。因此本文提出了一种基于正态分布的宽带信号激励下的射频连接器无源互调特性分析方法。通过双音互调测试,建立射频连接器无源非线性传输数学模型,并将基于正态分布的等效宽带信号作为非线性传输模型的激励源进行模拟仿真。结果表明,宽带无源互调功率分布与宽带信号功率分布相同,n阶宽带无源互调带宽为原宽带信号带宽的n倍,宽带信号的无源互调产物相较于双音测试信号有所增强,且信号的信噪比下降,说明宽带信号在传输过程中受到的干扰更加严重。电路仿真和数值计算呈现出良好的一致性,证明了本分析方法的有效性。     

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。     

基于混沌理论的无源互调功率预测研究

该文以通信系统中常用的典型微波部件——同轴连接器为研究对象,基于混沌理论对获得的同轴连接器的无源互调(PIM)功率时间序列进行分析,验证了使用混沌理论预测无源互调的有效性。首先通过实验系统获得同轴连接器的3阶无源互调功率时间序列,并对得到的实验数据进行相空间重构,确定该时间序列的最佳嵌入维数m和延迟时间τ。然后,结合最佳嵌入维数和延迟时间,分别构建相图和使用小数据量法计算该时间序列的最大Lyapunov指数,从而从定性和定量角度验证了该无源互调功率时间序列具有混沌特性。在此基础上,基于获得的最大Lyapunov指数对该无源互调功率时间序列进行混沌预测,在最大可预测尺度范围内,理论预测值与实验值最大误差为2.61%,表明采用混沌方法预测无源互调功率效果较好。该文提出的使用混沌理论预测通信系统中微波部件无源互调功率的方法,为开展无源互调抑制技术研究,提高通信系统的性能提供了新思路。

     

EVALUATION OF POWER SPECTRAL DENSITY OF PASSIVE INTERMODULATION DISTORTION IN HIGH-POWER COMMUNICATION SATELLITE SYSTEMS

In order to analyze the deleterious effects of Passive InterModulation (PIM) on high power communication satellite systems, the basic concept of PIM is introduced, and an equation for the power spectral density of the n-th order PIM distortion insuch systems is derived by applying fiat signal-power spectrum assumption and Fourier transform method~ It is indicated that PIM level generally decreases with order and the lowest frequency receive channel in the receive band is the channel of most affected by PIM interference.     

基于电热耦合效应的微带线无源互调机理研究

给出了基于电热耦合效应确定传输线方程非线性系数的微带线无源互调(PIM)模型.考虑输入微波功率产生的焦耳热对传输线单位长度电阻参数的影响,根据电热耦合效应对金属材料电阻率的影响规律确定了单位长度电阻的非线性系数,从而在非线性传输线方程的基础上获得了微带线无源互调产生机制的物理模型.计算结果表明：微带线介质材料的热导率越大、金属材料的电阻率温度系数越小,PIM越小;在实际粗糙范围内,微带线信号线的粗糙度越小,PIM越小.理论计算结果与相关实验数据的吻合程度证实了文中模型的合理性.所得到的研究结论对低PIM微带电路设计与实现具有参考意义.     

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。