移动通信天线无源互调产生机理与改善研究

移动通信天线质量的好坏直接影响移动通信网络的质量和终端用户的感知,无源互调是衡量移动通信天线质量及其影响移动通信网络系统性能的重要参数.研究移动通信天线的无源互调产生机理,围绕金属零件、金属间的紧固连接和金属间的焊接连接三大互调源,从移动通信天线的设计、工艺、制程等方面提出无源互调预防及改善措施,为天线行业批量生产的互...     

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。     

无源互调测量及解决方案

1 概述 无源器件会产生非线性互调失真吗?答案是肯定的!尽管还没有系统的理论分析,但是在工程中已经发现在一定条件下无源器件存在互调失真,并且会对通信系统(尤其是蜂窝系统)产生严重干扰.     

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。     

无源互调测量面临的问题

随着移动通信更大功率发射的应用以及接收灵敏度的不断提高,无源互调产生的系统干扰日益严重。由于无源互调干扰难于准确进行理论建模分析,因此,测量是对无源互调干扰进行预测和控制的重要方法。为此,本文介绍了目前无源互调测量所面临的挑战,从4个方面进行了详细分析,以期为无源互调测量系统的设计提供参考。     

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。

     

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.     

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     

基于介电非线性机制的微带电路无源互调效应研究

微带电路无源互调产生机制尚无定论并且缺乏可靠的理论预测方法,本文基于等效受控源模型,建立了基于介电非线性机制的微带线无源互调的解析计算模型,同时,通过对比测试聚四氟乙烯玻纤布介质微带线和空气介质微带线的三阶互调规律验证了介质非线性是微带电路无源互调的一种主要非线性来源,并提取了非线性参数.实验结果显示聚四氟乙烯玻纤布介质微带线比空气介质微带线的传输互调高了约20dB,反射互调高了约15dB,表明介质非线性是聚四氟乙烯玻纤布介质微带线互调的主要来源.同时,根据本文建立的微带线互调计算解析模型,提取聚四氟乙烯玻纤布介质基板的三阶非线性相对介电常数.本文研究方法可以进一步用于其它微带电路无源互调规律计算研究.     

射频连接器无源互调及测量

随着移动通信的快速普及和迅猛发展,带动了对无源互调问题的关注.本文介绍了射频连接器无源互调产生的原因、影响因素、测量方法和测试结果分析.     

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。     

测试连接器互调的新方法

在微波无源网络中,同轴连接器是无源互调产生的主要原因,因此准确确定同轴连接器的无源互调值对于整个无源系统设计来说有至关重要的意义。大多数厂家采用的测试方法中,测量连接器的互调不仅要制作工装,而且还要对连接器做破坏性实验。同时,由于增加了新的接触面,这种测试方法本身又会引入新的互调。基于此种情况,提出一种新的测试连接器互调方法——开路测试法。首先建立连接器的基本模型,然后利用矢量网络分析仪测量连接器模型在开路和匹配两种情况下的负载反射系数和源反射系数随频率的关系,最后根据测量出的反射系数通过连接器模型算出微波无源网络中同轴连接器的互调。利用互调分析仪实测连接器的互调值,测试结果和计算结果吻合,验证了这一方法的有效性。     

基于介电非线性机制的微带电路无源互调效应研究

微带电路无源互调产生机制尚无定论并且缺乏可靠的理论预测方法,本文基于等效受控源模型,建立了基于介电非线性机制的微带线无源互调的解析计算模型,同时,通过对比测试聚四氟乙烯玻纤布介质微带线和空气介质微带线的三阶互调规律验证了介质非线性是微带电路无源互调的一种主要非线性来源,并提取了非线性参数.实验结果显示聚四氟乙烯玻纤布介质微带线比空气介质微带线的传输互调高了约20dB,反射互调高了约15dB,表明介质非线性是聚四氟乙烯玻纤布介质微带线互调的主要来源.同时,根据本文建立的微带线互调计算解析模型,提取聚四氟乙烯玻纤布介质基板的三阶非线性相对介电常数.本文研究方法可以进一步用于其它微带电路无源互调规律计算研究.     

无线通信系统中三阶交调的研究

随着通信行业的快速发展,移动通信对固定带宽内传输的信息容量的需求越来越大,而交调失真尤其是三阶交调,对信号容量以及接收灵敏度有着巨大的影响。文章主要对无线通信系统中三阶交调展开分析研究。首先阐述了三阶交调对通信产生的影响,然后分别从生产方面和施工方面着手分析了天馈系统对三阶交调性能的影响,最后介绍了避免三阶交调的一些方法。     

星载微波器件无源互调和二次电子倍增放电的产生与抑制

在星载微波器件的设计和使用过程中,产生于大功率条件下微波器件中的无源互调和二次电子倍增放电始终是一对容易发作的问题。为了加深对这两种特殊现象的理解,文章探讨了星载微波器件的无源互调和二次电子倍增放电的产生原因,并给出了抑制措施。     

金属接触非线性引起的无源互调效应的数值分析

针对时域物理光学方法求解无源互调问题的局限性,提出基于"场路结合"的数值分析方法,建立非线性金属结的等效电路模型并将其引入到全波方法中,通过全波方法与等效电路相结合的方式来分析系统的无源互调干扰.计算实例表明,该方法可以精确地计算由于金属接触非线性引起的无源互调及其作为二次辐射源所激发的电磁场,避免了时域方法在电大尺寸问题上计算的积累误差以及只能对处于远场区的简单微波结构的无源互调效应进行求解的问题.本文提出的场路结合数值分析方法为微波部件无源互调效应的研究提供了新的思路与方法.     

同轴连接器退化对无源互调影响的建模研究

同轴连接器具有轻微的非线性效应,这种非线性效应会引起无源互调干扰。同轴连接器在使用过程中会逐渐退化,使无源互调干扰加重,影响通信系统的可靠性。文中设计并进行了加速退化试验来制备不同退化程度的同轴连接器,在加速退化试验前后,测试了连接器的无源互调性能,并提出了一个新的多项式模型来描述不同退化程度的连接器的无源互调性能,模型与实验结果吻合良好。为分析同轴连接器退化对其无源互调性能的影响提供了理论依据。     

抑制空间行波管五阶交调失真的信号注入法

本文全面地研究了信号注入（谐波,三阶交调）对空间行波管（STWT）的五阶交调（IM5）失真分量的抑制情况。首次采用泰勒级数法对IM5理论分析,继而利用计算机仿真,分别注入谐波和三阶交调（IM3）信号来抑制STWT的IM5,并得出最大抑制量及最佳注入信号参数。实验结果表明：谐波和IM3都能够较明显地抑制IM5,IM3注入技术能够得到31.6 dB的IM5抑制量,大于谐波注入技术的最佳抑制量18.3 dB,且IM3注入功率也更低,实验条件较宽松,因此对窄带STWT而言,IM3注入技术比谐波注入技术能更明显地抑制五阶失真分量。     

基于傅立叶级数法的互调产物一般特性分析

分析和讨论了非线性器件互调产物的一般行为特性.在已知传递函数的情况下,采用傅立叶级数法,推导了二载波情况下互调产物的幅度及其随阶数变化的一般表达式.针对两种典型的传递函数(分段线性软限幅器和光滑软限幅器),对二载波输入时的互调产物的幅度进行了数值计算.分析和数值结果表明:互调产物的幅度一般来说随阶数的增加而下降;高阶互调产物的下降行为本质上与传递函数的类型有关.     

基于非线性及光延迟的全光相位噪声抑制研究

采用光学非线性混合和可调光延迟方法,抑制激光线宽引起的低速相位噪声,提出并证明了全光的相位噪声抑制方案.采用原始信号的相位共轭和两个窄线宽光泵浦,抑制了激光线宽引起的相位噪声.仿真结果表明,对于具有相同激光线宽的40Gbit/s正交相移键控信号,其误差矢量幅度可从30％优化到14％.