金属波导连接的无源互调非线性物理机制和计算方法

针对大功率条件下金属波导连接的无源互调(PIM)难以预测的问题,提出了一种金属波导结的PIM非线性物理机制和计算方法.考虑到波导表面的粗糙度和薄介质层,将波导连接视为MIM(Metal-Insulator-Metal)结构并确立其粗糙表面接触模型和等效电路模型,然后依据MIM结构的导电机理将量子隧穿电流和热发射电流视作引起PIM的非线性根源,最后运用傅里叶变换计算各阶PIM功率.相比传统的幂级数方法,该方法能快速计算各阶PIM且无需进行参数拟合.以双载波条件下工作于TE10模式的铝质矩形波导为例进行仿真实验,结果表明: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;新方法预测的5、7、9阶PIM功率相对于载波功率的增长率约为2,比传统幂级数展开法估计的结果更符合实际.     

GSM频段的功分器PIM测试系统设计

大功率多通道通信系统中无源互调干扰问题的日益严重,引起了越来越多的专家和研究学者对互调干扰测量的重视。文章鉴于商用的无源互调测试仪在测试PIM信号时较难实现多端口同时测试的需求,自行设计了一个在GSM频段下的功分器三阶PIM测试系统。系统同时测试了功分器3个端口的PIM信号,测试的平均结果满足测试指标要求。     

悬置非接触式低无源互调波导法兰转换方法

针对卫星大功率微波通信系统中,波导法兰连接器由于金属接触非线性而导致的无源互调(PIM)干扰问题,提出新型悬置非接触式低无源互调波导法兰转换方法。通过悬置式周期性钉床结构,在波导法兰面之间构造双面非接触的转换连接结构,通过合理的尺寸参数设计,转换连接时在法兰面间形成电磁带隙结构,利用电磁禁带特性实现电磁场屏蔽,保证波导间正常电磁传输,同时实现了结构紧凑且内部非接触的法兰连接。该方法可以从根本上消除传统波导法兰由于不良金属电接触所导致的接触非线性,实现高效PIM抑制。设计了Ku频段非接触式低PIM波导法兰转换器样件,在工作频段10～15GHz内,样件实测插入损耗小于0.08dB,回波损耗优于20dB。PIM实测结果表明:应用该转换器样件后,对传统波导法兰连接的最大PIM抑制度超过50dB,平均值优于25dB,获得了稳定的低PIM性能,为解决传统波导法兰连接器的PIM问题提供了一种新的思路。     

电热耦合引起的微带传输线无源互调计算与验证

为了克服传统微带点源模型中计算变量单一、缺乏物理机理分析的缺陷,提出了一种基于电热耦合效应的微带非线性传输线模型。首先在传统的传输线方程中引入3阶非线性电阻系数,确立了微带线中3阶无源互调(PIM)功率的计算方法;然后考虑电热耦合效应,给出了非线性电阻系数的数学关系式,结合电流密度的变化,得出了PIM功率随微带线宽度和频率的计算结果;最后通过实验对计算结果进行了验证,实验结果与理论计算比较吻合。计算与实验结果表明,相比于传统的非线性点源模型,结合电热耦合效应的非线性传输线模型对互调的计算分析更加完善,在微带线长度之外给出了微带线宽度、频率、输入功率等变量与微带线PIM功率的相对关系,能够更全面地预测微带线上无源互调的影响。     

移动通信天线的无源互调干扰研究

对移动通信天线的无源互调干扰问题进行了探讨与分析。介绍了天线系统中的无源非线性及其产生原因,对移动通信天线无源互调的测量进行了一定的探讨,给出了天线PIM测量的典型装置;结合测量实例检验了测量装置的实用性;最后提出了移动通信天线中PIM产物的减小措施。     

利用电热耦合效应的金属单点接触结构无源互调研究

针对现有无源互调(PIM)模型不能准确解释互调机理并描述测试规律的问题,提出了一种基于电热耦合效应的PIM产生机理和模型,并利用金属单点接触结构进行了实验验证。首先,提出了一种基于缝隙波导近场耦合的PIM测试方法,该方法使待测结构与测试工装分离,克服了传统PIM实验研究针对整体微波部件进行测试分析的限制,能够实现单个点接触结构的PIM效应研究;然后,对铝接触在不同状态下的表面成分和电接触特性进行研究,结果表明,金属表面存在的氧化层和沾污物是引起其接触结PIM产生与劣化的根本原因,微波辐照时电热耦合效应影响接触结的阻抗;最后,通过实验获取了铝、紫铜和黄铜等材料组成的单点接触结构的PIM。实验和理论结果表明,相对于传统的数学经验模型或多项式数学拟合,结合电热耦合的接触非线性模型从物理底层出发,对PIM的产生根源和机理给出了明确解释,能够更加准确地计算和预测PIM。     

电热耦合效应的金属单点接触结构的无源互调研究

针对现有无源互调(PIM)模型不能准确解释互调机理并描述测试规律的问题,提出了一种基于电热耦合效应的PIM产生机理和模型,并利用金属单点接触结构进行了实验验证。首先,提出了一种基于缝隙波导近场耦合的PIM测试方法,该方法使待测结构与测试工装分离,克服了传统PIM实验研究针对整体微波部件进行测试分析的限制,能够实现单个点接触结构的PIM效应的研究;然后,对铝接触在不同状态下的表面成分和电接触特性进行研究,结果表明,金属表面存在的氧化层和沾污物是引起其接触结PIM产生和劣化的根本原因,微波辐照时电热耦合效应影响接触结的阻抗;最后,通过实验获取了铝、紫铜和黄铜等材料组成的单点接触结构的PIM,提出了基于电热耦合效应的PIM产生机理和模型。实验和理论结果表明,相对于传统的数学经验模型或多项式数学拟合,结合电热耦合的接触非线性模型,从物理底层出发,对PIM的产生根源和机理给出了明确解释,能够更加准确地计算和预测PIM。     

无源互调的幅度计算和功率电平测量

在多频通信环境中 ,如船载通信系统、蜂窝式移动通信基站和卫星地面接收站 ,无源互调产物一旦落入接收通带 ,就可造成严重的无线电干扰 ,它已成为此类通信系统的重要性能指标之一。本文介绍了无源互调问题的基本概念、推导了无源互调幅度的数学表示式、描述了无源互调测量的基本类型并给出了一个典型的无源互调测量系统 ,利用一个简化的无源互调测量系统对五阶无源互调功率电平进行了测量 ,并与理论值进行了比较 ,初步验证了测量系统的有效性和正确性。     

无源互调的幅度计算和功率电平测量

在多频通信环境中，如船载通信系统、蜂窝式移动通信基站和卫星地面接收站，无源互调产物一旦落入接收通带，就可造成严重的无线电干扰，它已成为此类通信系统的重要性能指标之一。本文介绍了无源互调问题的基本概念、推导了无源互调幅度的数学表示式、描述了无源互调测量的基本类型并给出了一个典型的无源互调测量系统，利用一个简化的无源互调测量系统对五阶无源互调功率电平进行了测量，并与理论值进行了比较，初步验证了测量系统的有效性和正确性。     

基于幂级数法分析和计算MIM引起的无源互调功率电平

针对微波和射频频段通信系统中产生的无源互调干扰,建立了天线中铝-三氧化二铝-铝结所产生的3阶互调分量的数学模型。在计算3阶互调分量的基础上,采用幂级数法计算了5阶互调分量,并比较了不同氧化铝结所产生的互调分量。计算结果和实测结果表明金属氧化结产生的互调电平随输入功率的增加而增大,并且随着氧化结厚度的增加而增大。     

GSM900与GSM1800组合式无源互调测试系统

降低无源互调信号的功率能够提高接收机的灵敏度,对提高系统容量以及改善通信环境具有重要意义.组合式互调测试系统具有诸多优势,测试精度、测试效率、易操作性和稳定性均优于互调仪,尤其在大批量无源器件的测量上具有比较明显的优势.依据IEC 62037推荐的测试方法及中国移动无源器件技术规范测试要求,建立组合式无源互调自动测试系统,实现了GSM900和GSM1800频段三阶、五阶和七阶无源互调自动化测试.着重描述了无源互调的定义、产生原理、测试系统的结构以及测试方法.测试结果与数据分析表明,该系统的稳定性及测试数据的准确性均满足中国移动无源器件技术规范中的测试要求.     

大功率气介声波换能器的研究

研究了一种大功率气介声波换能器．该换能器由夹心式功率超声换能器及一个弯曲振动金属圆盘组成；推出了换能器各组成部分的共振频率设计方程；设计了一些换能器振子．实验表明，在小信号条件下，换能器的共振频率测试值与理论值符合很好．在大功率条件下，当输入电功率为２００Ｗ时，换能器可长时间工作于脉冲状态下，距声波辐射面１ｍ处的声压级可达１５０ｄＢ．     

用IM Microscope方法计算无源互调产物

在微波与射频无源互调的研究中，预测无源互调产物的电平是非常重要的。在IM Microscope方法的基础上进行了改进，在预测过程中直接引入输入信号经过非线性器件后输出信号的幅度和相位变化模型，给出了详细的数学模型，并实例验证了该方法的正确性。     

无源互调干扰的二维时延自适应估计算法

针对影响通信接收机性能的时变性无源互调干扰问题,采用幂级数模型对无源互调干扰进行建模,从工程的角度给出了基于二分法、快速二分法和并行法的3种二维时延自适应估计算法,并对其性能进行了对比.仿真表明3种搜索算法经过不同次数的迭代后,均可估得二维时延值.其中,基于快速二分法的估计算法能以相对较低的资源消耗量获得较快的跟踪速度,更适合硬件实现.实测表明,原理样机采用基于快速二分法的二维时延估计算法,可对PIM信号实现更好的估计效果,补偿后的信号经自适应滤波可获得良好的性能.      

共用天线电视系统中交互调干扰的研究

本文应用计算机辅助分析(CAA)方法,研究了共用天线电视(CATV)系统中的交互调干扰。得出了在不同交,互调干扰和传输线限制下的最佳输入电平,使交,互调影响降低到最低值,文中还提出了一种分析计算方法。     

通信系统无源非线性引起的互调干扰

分析了通信系统中无源互调干扰产生的基本理论、产生机理、减小措施以及分析与建模，总结了无源互调干扰的探测、定位和测量方法．认为无源互调产物是多载波通信系统的重要干扰源，包括接触非线性和材料非线性在内的无源非线性是这种干扰的根本起因．目前关于无源互调幅度的分析计算还局限在幂级数方法上，今后关于无源互调问题的研究重点将是无源非线性物理模型的建立，以及由容易测量的低阶无源互调幅度预测高阶幅度更为有效方法的研究等方面．     

一种预测同轴电缆组件PIM的简单模型

同轴电缆组件中PIM问题的研究是现代大功率通信系统中的一个重要课题。文中介绍了一种同轴电缆组件的等效模型，根据此模型可以预测电缆组件产生的PIM与频率、电缆长度的关系，这对于通信系统中电缆组件的要求和使用具有指导意义。     

W波段千瓦级正弦波导行波管电磁系统的理论研究

提出了一种可运用于W波段大功率行波管的两段式正弦波导电磁系统,设计了集中衰减器和输入输出结构,运用粒子模拟的方法研究了带状电子注与慢电磁波在该系统中的互作用结果.研究结果显示,该行波管能够在90-98GHz的频率范围内均获得1kW以上的峰值功率输出.这对宽带大功率毫米波辐射源的开发具有重要科学意义.     

多功能电机测控保护系统

一种可对空压机实现动态监测的多功能电机测控保护系统,日前由西安长风电子仪器厂研制成功,并通过陕西省科委和省技术监督局主持的鉴定.多功能电机测控保护系统主要由远红外传感器、线路保障装置和微机控制系统组成.该系统采用了无源无接触新技术和可控硅节能材料,通过整流器的触发电路,根据电机实际负载的大小自动调节输入功率,具有电气设备缺相、过流保护控制输出和单相电气过流保护控制输出,以及设备启停动态检测和缺相过流报警、设备运行电流或功率模拟量遥测输出、设备保护电流远调输入、设备紧急关机遥控输入等功能.与同类产品相比,该系统反应迅速,性能稳定,测控保护不受设备启动过流的影响.无外加电源、无接触主回路.连续可调保护电流在3A—200A之间,无机械磨损,无火花干扰,可方便纳入自动化测控系统,实现设备运行的远距监测控制.该系统可根据电机的功率选择最佳启动速率,在保证足够的启动力矩下,尽量减少启动功耗,并可有效降低电能转变的有害热,避免设备因热堆集效应而引起的各类事故.其保护装置尚有削减电压浪涌,调整各相之间平衡之功能.     

用相干功率谱识别主噪声源

减小工作环境的振动噪声是改善工作条件的主要措施之一 ,由于其振动噪声是由许多噪声源引起的 ,故用相干功率谱分析法的测试系统框图及源识别模型分析了相干功率谱 ,在多振源工况下用这种方法辨识主要噪声源 ,对被识别声源作自功率谱和倒功率谱分析 ,诊断出产生噪声的故障元件。