- 互調(diào)測(cè)量及其產(chǎn)生原因
- 測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)的對(duì)比
- 新型的互調(diào)測(cè)試方法
在微波網(wǎng)絡(luò)中，同軸連接器是引起互調(diào)的主要來源。同軸連接器的非線性特性是引起互調(diào)的主要原因。準(zhǔn)確確定同軸連接器的無源互調(diào)對(duì)整個(gè)射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)有重大的意義。目前大多數(shù)的連接器生產(chǎn)廠家采用的測(cè)試方法都是一起測(cè)試兩個(gè)同軸連接器，具體辦法是根據(jù)需要測(cè)試的連接器制作一個(gè)圓桶狀工裝，然后將待測(cè)量的連接器的內(nèi)導(dǎo)體鋸短使之與外面的介質(zhì)相齊平，將兩個(gè)連接器的內(nèi)導(dǎo)體互相連接安裝在工裝里，一端接互調(diào)儀，另一端接低互調(diào)負(fù)載，測(cè)量兩個(gè)連接器級(jí)聯(lián)的互調(diào)值。這種測(cè)試方法有三個(gè)缺點(diǎn)：
(1)對(duì)不同的連接器要制作不同的工裝，程序比較麻煩，耗時(shí)長；
基于傳統(tǒng)的測(cè)試方法的種種缺點(diǎn)，本文提出一種新的連接器的互調(diào)測(cè)試方法——開路測(cè)試法。這種測(cè)試方法是讓連接器的一端開路，另一端接互調(diào)儀。這種方法可以在不破壞同軸連接器的基礎(chǔ)上確定同軸連接器的無源互調(diào)值。
本文首先建立一個(gè)連接器的測(cè)試模型，然后根據(jù)這個(gè)模型，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別測(cè)量連接器模型在開路和接負(fù)載兩種情況下的負(fù)載反射系數(shù)和源反射系數(shù)在不同頻率的值。利用這些數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出微波無源網(wǎng)絡(luò)中同軸連接器在網(wǎng)絡(luò)中開路和接負(fù)載兩種情況下的互調(diào)。最后，用互調(diào)分析儀測(cè)量連接器的互調(diào)值驗(yàn)證了這種方法的有效性。
1 互調(diào)測(cè)量及產(chǎn)生原因
本文中所有PIM的測(cè)量都是采用Jonitcom公司的PIM分析儀，外型如圖1所示。其簡化的測(cè)量系統(tǒng)圖如圖2所示。
該系統(tǒng)中兩個(gè)大功率載頻f1和f2通過雙工濾波器發(fā)射到DUT，終端接50 Ω負(fù)載。PIM產(chǎn)生的雜散信號(hào)在DUT中產(chǎn)生，并在兩個(gè)方向傳播——“前向”到匹配負(fù)載，“反向”到雙工濾波器。發(fā)射激勵(lì)信號(hào)的頻率和被測(cè)的IM產(chǎn)物的頻 率由雙工濾波器的TX和RX通道決定。接收機(jī)測(cè)量反向傳播的IM波功率。
PIM測(cè)試分為兩種，一種是傳輸測(cè)試法，如圖3所示，另一種是反射測(cè)試法，如圖4 所示。本文采用反射法測(cè)量，發(fā)射功率均為43 dBm。當(dāng)載頻為f1和f2，測(cè)量的IM產(chǎn)物的頻率為
研究發(fā)現(xiàn)連接器中的非線性失真產(chǎn)生于沿著連接器的方向上的某一個(gè)特殊點(diǎn)(很象適配器上的金屬和金屬的連接接點(diǎn))。在這個(gè)基礎(chǔ)上，對(duì)被測(cè)器件分析。[page]
DUT非線性產(chǎn)生的IM形成兩個(gè)電壓波：
為前向傳播IM電壓波，產(chǎn)生于DUT的前向端面。
源Vfront和Vback表示出現(xiàn)在DUT端面的測(cè)量系統(tǒng)的殘余IM以及負(fù)載的電長度lload和負(fù)載阻抗Zload。不同的電長度 lback，lDUT，lfront也對(duì)應(yīng)著不同的反射系數(shù)，為了便于分析，引入圖6的模型。源反射系數(shù)，負(fù)載反射系數(shù)包含的信息不但表明了被測(cè)器件的各種電長度，還表明了在不同負(fù)載下的匹配狀態(tài)。[page]
通過上面的討論，所有IM源的電壓在相位上疊加，在點(diǎn)源上形成的V(i(f))可以用N級(jí)泰勒級(jí)數(shù)近似表示：
2 測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)的對(duì)比
為了驗(yàn)證該方法的有效性，本文給出了兩個(gè)頻段的PIM值的計(jì)算與測(cè)量結(jié)果對(duì)比。頻段l：800 MHz的通信系統(tǒng)的發(fā)射頻段為869～894 MHz，接收頻段為824～849 MHz。如圖7所示。
