大功率多信道通信系統(tǒng)中無源互調(diào)的產(chǎn)生機(jī)理和測試系統(tǒng)的設(shè)計(一)
9)電介質(zhì)擊穿:強(qiáng)電場引起的非破壞性固態(tài)電介質(zhì)擊穿,可能的機(jī)理為熱擊穿和雪崩;
10)空氣充電:充電載流子在接觸點進(jìn)入絕緣體或半導(dǎo)體內(nèi),這個效應(yīng)產(chǎn)生于非均勻內(nèi)部電場中。在半導(dǎo)體中,由于同時存在電子和空穴,因而可產(chǎn)生很強(qiáng)的非線性電流電壓關(guān)系;
11)離子導(dǎo)電:由離子(如空穴)引起的導(dǎo)電線性,強(qiáng)電場時為非線性效應(yīng)。在RF波段和微波頻段,直流分量大時,次效應(yīng)才顯示出來;
12)熱離子發(fā)射效應(yīng):由于熱能的統(tǒng)計分布引起電子穿過勢壘的效應(yīng),可在導(dǎo)體氧化膜上產(chǎn)生;
13)場發(fā)射:電子穿過勢壘的量子力學(xué)隧道效應(yīng)。在強(qiáng)電場情況下,電流密度隨場強(qiáng)非線性變化。這個效應(yīng)對溫度的依賴性沒有熱離子發(fā)射效應(yīng)強(qiáng),而且發(fā)生于低溫情況;
14)內(nèi)部熱離子發(fā)射效應(yīng):類似于熱離子發(fā)射效應(yīng),起源于絕緣體或半導(dǎo)體材料內(nèi)部填充的陷阱;
15)內(nèi)部發(fā)射:電荷從束縛態(tài)到導(dǎo)帶的量子力學(xué)隧道效應(yīng)。強(qiáng)電場情況下次效應(yīng)比熱離子發(fā)射效應(yīng)更強(qiáng)。
4.PIM的測量方法
國內(nèi)的PIM測量由于起步較晚,并沒有能形成自己的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),而是各個采購商或制造商根據(jù)自己的理解形成了各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但由于測量方法和測試系統(tǒng)之間的區(qū)別,各系統(tǒng)間生成的數(shù)據(jù)差異較大。
國外的PIM測量則起步較早,早在2001年就制定了有關(guān)無源測試的射頻連接器、連接器電纜部件和電纜的PIM水平測量標(biāo)準(zhǔn)IEC-62037.
PIM的表征有兩種方法,一種是絕對功率電平表示法,用以dBm為單位互調(diào)產(chǎn)物電平值來表示,另外一種是相對功率電平表示法,即用互調(diào)產(chǎn)物絕對功率電平與一個輸入載波功率電平的差值來表示,單位為d B c.I E C - 6 2 0 3 7建議實驗端口處采用2×20W(43dBm)功率,這一標(biāo)準(zhǔn)已被業(yè)界廣泛采用。譬如基站天線互調(diào)要求一般為-107dBm@2×43dBm,等同于-150dBc@2×43dBm.
一般來說,PIM特性是由多個干擾源的復(fù)雜綜合,這些干擾源在各種不同程度上受一個或者多個因素的影響。因此對PIM的建模極其復(fù)雜,只能對實際PIM電平進(jìn)行相對準(zhǔn)確的預(yù)測。要精確可靠地估算PIM行為,只能依靠相對精準(zhǔn)的測量方法和適當(dāng)?shù)臏y量裝置進(jìn)行測量。
無源器件的設(shè)備制造商和移動通信系統(tǒng)運營商以及其他無緣非線性實驗研究都需要無源測量系統(tǒng)。一般來說。PIM產(chǎn)物測量方法可分為無輻射式和輻射式兩種。前者適合于非線性材料、連接器、同軸電纜、濾波器、功分器、耦合器、雙工器、波導(dǎo)器件等的研究,通常測量系統(tǒng)要屏蔽,終端接一個匹配負(fù)載,理想情況下不輻射任何能量;后者適合于輻射結(jié)構(gòu),如天線、饋線、結(jié)構(gòu)部件等的研究,通常系統(tǒng)放在微波暗室或開放的測量場地。由于輻射式測量系統(tǒng)受本地信號環(huán)境影響較大,所以只在有些特定情況或必須使用輻射式測量系統(tǒng)時才會采用此方法。相比之下,由于測試系統(tǒng)是屏蔽的,實驗參數(shù)和實驗環(huán)境較易控制,無輻射式測量方法更為常用。無輻射式PIM測量方法按照傳輸方向又分為無輻射傳輸式和無輻射反射式,選擇傳輸式互調(diào)及反射式互調(diào)測量是由具有最大功率的載波信號在無源器件中的傳播方向決定,如圖3所示。
4.1 傳輸式測量方法
傳輸式測量方法,顧名思義是測量被測件中正向傳輸?shù)腜IM信號,一般用于雙端口或者多端口器件的測量中。絕大部分的無源器件,如雙工器、濾波器、定向耦合器等都可以采用這種測量方法。測量方式如圖4所示。具體的測量原理如圖5所示。
4.2 反射式測量方法
反射式測量方法,顧名思義是測量被測件中反向傳輸?shù)腜IM信號,一般用于單端口器件的測量中。天線和負(fù)載等都可以采用這種測量方法。測量方式如圖6所示。具體的測量原理如圖7所示。
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