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.     

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。     

微带线无源互调的传输矩阵理论方法

均匀微带线是微带电路的基本结构,建立微带线PIM解析模型具有重要意义。本文基于受控源等效,在微带线的集总电路等效模型中,将微带线中的分布式寄生非线性PIM源建模为二次受控电流源或电压源,从而得到微带线PIM电压和电流关系的传输矩阵表达式,建立了寄生非线性机制的微带线PIM解析计算模型;并通过对比不同长度的镀镍微带线与不同浓度掺磷工艺镀镍微带线的传输互调与反射互调规律,验证本文提出的PIM传输矩阵方法的合理性。通过该模型提取了镍镀层在0.71 GHz时的三阶相对磁导率非线性系数为1×10^-10 m²/A²。本文方法为进一步建立其他复杂结构微带电路PIM模型提供了新思路。     

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50 Ω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1 dB,三阶PIM产物功率增加约2.7 dB;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.     

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.     

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。     

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。     

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...     

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.     

高介电常数覆铜板在小型化微带天线中的应用

由于高介电常数覆铜板在小型化微带天线中的广泛、重要应用,本文对微带天线的小型化方法、微带天线的理论与设计和高介电常数覆铜板的制作进行了简要概述。     

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。     

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。     

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。     

对日本在浸渍加工技术与设备方面创新的综述（上）

文章以2004年～2007年上半年发表的半固化片浸渍加工技术与设备的日本专利为研究对象,对此创新内容及思路加以综述。