一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法及装置。测试定位的方法使用开缝同轴与不同的互调测试仪组合连接，该开缝同轴的外导体上形成开缝作为载波发射及互调接收窗口，利用该开缝同轴与互调测试仪连接实现载波发射及互调信号接收，将载波发射端口及互调接收端口作为物理参考点，以该物理参考点实现互调异常点的功率测量的相对位置预测。本发明专利技术能提高互调测试的准确性和效率。

A Method and Device for Nonlinear Measurement and Location Based on Passive Intermodulation Radiation Field

【技术实现步骤摘要】
一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法及装置
本专利技术涉及微波电路器件检测
，特别是涉及基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法及装置。
技术介绍
两个或两个以上的载波信号经过具有非线性响应的部件时，会产生不同于载波频率的新信号，此现象称为无源互调。无源互调(passiveintermodulationPIM)是指两个或两个以上频率的发射载波在无源非线性器件中混合而产生的杂散信号，其已经对现代大功率、多通道通信系统造成干扰。目前用于无源互调辐射场测试的方法主要基于天线对结构,使用载波天线对待测件进行照射,使用另一个具有选择特性的接收天线来接收待测件辐射出来的互调信号,通过用接收天线接收到的互调电平和背景电平比较，实现互调功率电平的测试及互调功率点的定位。而在此方法实际操作过程中，存在如下问题:1.为区分待测件互调源点,实际的天线往往是高增益窄带天线,使得测试带宽受限，在更换频带后，测试天线也需要相应更换，引入多次天线连接之间的不确定性。2.对于特殊结构的金属待测件，由于待测件结构的奇异性，使得载波照射困难。诸如具有电磁场屏蔽作用和频率选择作用的带有隔离及谐振结构，使得载波无法全功率馈入，进而造成个别异常非线性源点无法被甄别。3.目前的PIM分析仪是将信号放大部分与微弱信号检测部分结合，使得占用的大信号源无法被复用，造成仪器资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有基于天线辐射场的无源互调测试的窄带、空气衰减及载波照射困难问题，而提供基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法及装置，以提高互调测试的准确性和效率。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法，使用开缝同轴与不同的互调测试仪组合连接，该开缝同轴的外导体上形成开缝作为载波发射及互调接收窗口，利用该开缝同轴与互调测试仪连接实现载波发射及互调信号接收，将载波发射端口及互调接收端口作为物理参考点，以该物理参考点实现互调异常点的功率测量的相对位置预测。优选的，使用卡扼结构通过紧固螺钉实现与待测端面连接，通过控制开缝的大小和形状，实现对待测端面的电磁辐射强度和方向控制。其中，所述开缝同轴分为单端开缝同轴以及周期性开缝同轴；所述单端开缝同轴端接匹配低互调负载或使用距离最近段的开缝1/4波长的短路面，制成辐射及接收探头，作为开缝同轴探头使用，通过移动窗口位置能改变载波照射区；所述周期性开缝同轴和单端开缝同轴单独或结合使用，通过与不同的互调测试仪组合连接，实现接触式PIM测试。优选的，所述单端开缝同轴接入单端口反射互调测试仪，使得单端开缝同轴即可同时实现载波发射和互调信号接收功能；所述周期性开缝同轴和单端开缝同轴结合，或是两个根据周期性开缝同轴组合形成双根开缝同轴结合使用时，其中一根用于载波发射，另一根用于接收检测互调信号。优选的，使用一端接入大功率低互调负载的一端且一段开缝的同轴，作为载波发射及互调接收探头，接于单端口反射互调测试仪上，通过移动开缝位置，改变载波照射位置实现对互调异常点的功率值的测试和异常点的定位。优选的，使用一根周期开缝同轴作为载波发射及互调接收同轴，两端接于传输和反射互调测试仪上，沿疑似互调异常点铺设，通过读取传输和反射互调值的差值，与测试之前的校准值比对，并基于下式实现对互调异常点的功率值的测试和异常点的定位：式中，PIM’r，PIM'f分别表示测试前使用校准辐射PIM源置于开缝同轴两侧的端第一个开缝处所读取显示的反射功率值与传输互调功率值，PIMf为测试过程中读取的传输互调功率值，PIMr为测试过程中读取的反射功率值，lf，lr分别表示互调异常点相对于传输测试端口的距离，以及相对于反射测试端口的距离，ltot表示开缝同轴总长度。优选的，使用一根周期开缝同轴作为载波接收同轴，接于传输和反射互调测试仪的反射互调测试端口上，沿疑似互调异常点铺设；使用另一根单端开缝的开缝同轴探头沿疑似互调异常点扫描，将所测的传输互调与反射互调值进行比对，通过传输互调值的波动，实现对互调异常点的功率值的测试和异常点的定位。优选的，使用一根周期开缝同轴作为载波接收同轴，接于传输和反射互调测试仪的反射互调测试端口上，沿疑似互调异常点铺设；使用另一根周期开缝同轴形成基于泄露同轴的辐射阵列，用于载波照射；通过载波分离的互调测试仪实现周期性开缝同轴上互调信号相对于双连接端口的距离与相位的测试，比对同轴长度标尺即可得出互调异常点位置，并通过相位校验后的插损计算单位长度互调衰减值，反算出互调测试点的绝对功率值。本专利技术的目的还在于提供一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的装置，包括与开缝同轴配合使用的互调测试仪，通过双路信号采集及自我校准，实现互调异常点的幅度和位置检测；该互调测试仪具备双路的互调接收通路，分别用于以开缝同轴两端端口为基准的互调信号的幅度衰减和相位校验，用于互调信号幅度检测的单个互调检测通路包括滤波器、低噪声放大器、方向耦合器、移相器、衰减器、混频鉴相器；双路互调检测信号在被衰减器调制等幅后，进入混频鉴相器进行相位比对，得出两路互调信号的相对相位信息，移相器用于互调测试仪自校准时修正信号通道内部相位不对称性；两路双方向的互调信号相对相位信息则用于幅度测试的自校验；通过从双端口获得幅度和相位信息，按照如下关系式预测互调点的功率值和相对位置：lf+lr＝ltotILu＝abs(PIM'f-PIM’r)/ltotPIMabs＝lf×ILu+PIMf＝lr×ILu+PIMr式中，ILu表示单位长度开缝同轴关于互调信号的损耗，PIMabs表示互调异常点功率的绝对值，m为整数，Δφf-r是传输反射互调的相位差：本专利技术的测试所用的开缝同轴的宽带特性适应于多频段扫频式的互调测试，同时通过改变同轴直径和长度，其可适用于具有特异性结构的互调检测场合。本专利技术的测试定位的方法可避免由于待测件奇异结构对电磁辐射场的干扰，与天线辐射测试方法相比，具有与同轴结构相近的宽带测试特征，在测试互调功率值的同时还能对互调点进行定位。本专利技术的基于开缝同轴的测试定位的方法，能实现较低成本的模块化无源互调测试，实现互调测试仪的复用。在已经具备整套互调测试设备的场合，开缝同轴测试定位的方法也能与现有的互调测试设备兼容,实现互调异常点的测试和定位。与此同轴测试定位的方法一同提出的互调测试定位的装置，能使得大功率信号源可以单独控制，且可实现复用。附图说明图1-a是规则开缝同轴的示意图。图1-b是开缝同轴电磁场辐射的示意图。图1-c是八字形开缝同轴的示意图。图2-a是通过低PIM同轴线制得简易开缝同轴示意图。图2-b,图2-c，图2-d分别是配合螺栓紧固卡扼实现的PIM测试工装的示意图。图3是使用开缝同轴线接入单端口反射互调测试仪后的效果图。图4是双模式互调测试仪的框架图。图5是基于单根规则开缝同轴和双模式互调测试仪的互调测试的框架图。图6是使用开缝同轴线探头与规则开缝同轴接入双模式互调测试仪后的框架图。图7是基于载波分离的互调测试仪和双根开缝同轴的互调检测示意图。图8是基于载波分离模式的互调测试仪接收机的框架图。图9是基于载波分离的互调测试仪和单根开缝同轴探头的互调检测示意图。图中：1为标准开缝同轴的内导体，2为标准开缝同轴的外导体，3为标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法，其特征在于，使用开缝同轴与不同的互调测试仪组合连接，该开缝同轴的外导体上形成开缝作为载波发射及互调接收窗口，利用该开缝同轴与互调测试仪连接实现载波发射及互调信号接收，将载波发射端口及互调接收端口作为物理参考点，以该物理参考点实现互调异常点的功率测量的相对位置预测。

【技术特征摘要】
1.一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法，其特征在于，使用开缝同轴与不同的互调测试仪组合连接，该开缝同轴的外导体上形成开缝作为载波发射及互调接收窗口，利用该开缝同轴与互调测试仪连接实现载波发射及互调信号接收，将载波发射端口及互调接收端口作为物理参考点，以该物理参考点实现互调异常点的功率测量的相对位置预测。2.如权利要求1所述基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法，其特征在于，使用卡扼结构通过紧固螺钉实现与待测端面连接，通过控制开缝的大小和形状，实现对待测端面的电磁辐射强度和方向控制。3.如权利要求1所述基于无源互调辐射场的非线性测试定位的法，其特征在于，所述开缝同轴分为单端开缝同轴以及周期开缝同轴；所述单端开缝同轴端接匹配低互调负载或使用距离最近段的开缝1/4波长的短路面，制成辐射及接收探头，作为开缝同轴探头使用，通过移动窗口位置能改变载波照射区；所述周期开缝同轴和单端开缝同轴单独或结合使用，通过与不同的互调测试仪组合连接，实现接触式PIM测试。4.如权利要求3所述基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法，其特征在于，所述单端开缝同轴接入单端口反射互调测试仪，使得单端开缝同轴即可同时实现载波发射和互调信号接收功能；所述周期开缝同轴和单端开缝同轴结合，或是两个根据周期开缝同轴组合形成双根开缝同轴结合使用时，其中一根用于载波发射，另一根用于接收检测互调信号。5.如权利要求3所述基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法，其特征在于，使用一端接入大功率低互调负载的一端且一段开缝的同轴，作为载波发射及互调接收探头，接于单端口反射互调测试仪上，通过移动开缝位置，改变载波照射位置实现对互调异常点的功率值的测试和异常点的定位。6.如权利要求3所述基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法，其特征在于，使用一根周期开缝同轴作为载波发射及互调接收同轴，两端接于传输和反射互调测试仪上，沿疑似互调异常点铺设，通过读取传输和反射互调值的差值，与测试之前的校准值比对，并基于下式实现对互调异常点的功率值的测试和异常点的定位：式中，PIM'r，PIM'f分别表示测试前使用校准辐射PIM源置于开缝同轴两侧的端第一个开缝处所读取显示的反射功率值与传输互调功率值，PIMf为测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雄，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12