一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法技术

一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法，(1)预先给定载波频率分别为f1和f2，互调频率为fp(|m|+|n|)＝m*f1+n*f2且为正值，其中，m，n均为非零整数且符号相反并且二者的绝对值差值为1；(2)预先给定N个功率的3阶无源互调电平测量值Pmea3(i),i＝1…N，其中无源互调测量时输入的两路载波信号总功率为Ps(i)，两路载波功率相等，Pc(i)为第i个测试用单路载波功率；(3)获得

Method for determining high order Passive Intermodulation level of high power microwave component

A method of determining high power microwave level high order passive intermodulation components, (1) the given carrier frequency were F1 and F2, intermodulation frequency of FP (|m|+|n|) = m*f1+n*f2 and positive, among them, m, the absolute value of N are nonzero integers and opposite sign and the two difference is 1; (2) given N power of 3 order Passive Intermodulation level measurement Pmea3 (I), I = 1... N, in which passive intermodulation measurement, the input two-way carrier signal power is Ps (I), two channel carrier power is equal, Pc (I) is the I test single channel carrier power; (3) access

【技术实现步骤摘要】
一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法
本专利技术涉及一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法，属于微波部件无源互调领域。
技术介绍
无源互调(Passive-Intermodulation,简称PIM)是指在大功率条件下，当输入两个或者两个以上载波时，由于微波无源部件的非线性导致载波信号相互调制，产生载波频率的组合产物落入接收通带内造成干扰的现象，当互调电平较低时，会使接收信号底噪抬高，使接收机信噪比降低，误码率升高；当互调电平进一步增高时，会影响整个通信系统的正常工作，被迫降低功率使用，或分通道使用；严重时互调产物将淹没接收信号，导致通道阻塞，通信中断，使整个系统处于瘫痪状态。因此无源互调效应是影响航天器载荷性能、高可靠性的重要因素。在空间应用中，受频率资源的限制，发射信号和接收带宽通常相距较远，无源互调的阶数通常较高。而高阶的无源互调的功率电平更小，对小信号的观测较困难导致高阶的无源互调测量困难较大，而测试低阶的无源互调相对容易。因此在进行微波部件无源互调分析评价时，通常需要根据低阶无源互调来预测高阶无源互调电平，从而实现对微波部件无源互调特性的评价。传统的预测高阶无源互调的方法均采用幂级数法，虽然能够获得各阶无源互调分量的解析表达式，但无法适用于滤波器和双工器等复杂谐振结构，预测误差大，无法满足微波部件无源互调性能评估的要求，因此需要开展基于复合指数非线性关系的高阶无源互调预测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：1.一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法，包括如下步骤：步骤(1)、预先给定载波频率分别为f1和f2，互调频率为fp(|m|+|n|)＝m*f1+n*f2且为正值，其中，m，n均为非零整数且符号相反并且二者的绝对值差值为1；步骤(2)、预先给定N个功率的3阶无源互调电平测量值Pmea3(i),i＝1…N，其中无源互调测量时输入的两路载波信号总功率为Ps(i)，两路载波功率相等，Pc(i)为第i个测试用单路载波功率；步骤(3)、基于Pc(i)和Pmea3(i)，获得最小时对应的无源互调输入对数和输出对数之间非线性关系的系数，其中PIM3(i)为载波频率为f1和f2，载波功率相等且均为Pc(i)时在频率fp3处的互调电平；步骤(4)、根据步骤(3)获得的系数，确定|m|+|n|阶的无源互调电平PIM(|m|+|n|)(i)，PIM(m+n)(i)为载波频率为f1和f2，载波功率相等且均为Pc(i)时在频率fp(|m|+|n|)处的互调电平。进一步的，步骤(3)中采用最小二乘法获得最小时的系数。进一步的，无源互调电平PIM(|m|+|n|)(i)为载波频率为f1和f2，载波功率相等且均为Pc(i)时，对Vout(t)进行傅里叶变换后在频率fp(|m|+|n|)处的功率值，Vout(t)满足K是不小于3的正整数,Vin(t)＝(Pc(i))0.5*(cos(2πf1t)+cos(2πf2t))，t从0到t0变化，t0≥M/f1，M≤0.1*f1。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)本专利技术提供一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法，该方法基于不同功率条件下3阶无源互调电平测量值，采用复合指数来描述无源互调的非线性关系，通过拟合获得非线性关系的参数，基于获得的参数预测高阶无源互调电平，该方法统一考虑了所有功率点的无源互调特性，采用复合指数有效描述了非线性关系，实现了微波部件高阶无源互调的准确预测，为后续型号在高阶无源互调测试系统不具备条件下微波部件无源互调水平的评估提供了有效手段。(2)本专利技术针对非线性关系进行任意高阶无源互调的计算，同时适用于5、7、9、11、13等高阶无源互调的预测，不受解析公式截断误差的限制，应用范围更广。(3)本专利技术不仅适用于连接器等传输器件，还适用于滤波器、双工器等复杂谐振结构微波部件，普适性更强，为后续型号在高阶无源互调测试系统不具备条件下微波部件高阶无源互调电平的评估提供了有效手段。附图说明图1为本专利技术实施例中的基于3阶无源互调电平预测的5、7、9阶无源互调的结果。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法具体包括如下步骤：步骤(1)、预先给定载波频率分别为f1和f2，互调频率为fp(|m|+|n|)＝m*f1+n*f2且为正值，其中，m，n均为非零整数且符号相反并且二者的绝对值差值为1；本例中|m|+|n|＝3、5、7、9；其中fp3＝2*f1-f2，fp5＝3*f1-2*f2，fp7＝4*f1-3*f2，fp9＝5*f1-4*f2步骤(2)、预先给定N个功率的3阶无源互调电平测量值Pmea3(i),i＝1…N，其中无源互调测量时输入的两路载波信号总功率为Ps(i)，两路载波功率相等，Pc(i)为第i个测试用单路载波功率；步骤(3)、基于Pc(i)和Pmea3(i)，采用最小二乘法获得最小时对应的无源互调输入对数和输出对数之间非线性关系的系数a1，a2，a3(本例中K＝3)，其中PIM3(i)为载波频率为f1和f2，载波功率相等且均为Pc(i)时在频率fp3处的互调电平；无源互调输出Vout(t)＝exp[a1+a2×lnVin(t)+a3×(lnVin(t))2]无源互调输入Vin(t)＝(Pc(i))0.5*(cos(2πf1t)+cos(2πf2t))t从0到t0变化，t0≥M/f1，M≤0.1*f1。步骤(4)、根据步骤(3)获得的系数a1，a2，a3，确定5阶、7阶和9阶的无源互调电平PIM5(i),PIM7(i),PIM9(i)，PIM5(i),PIM7(i),PIM9(i)分别为载波频率为f1和f2，载波功率相等且均为Pc(i)时在频率fp5、fp7、fp9处的互调电平；上述互调电平PIMj(i)为载波频率为f1和f2，载波功率相等且均为Pc(i)时，对Vout(t)进行傅里叶变换后在频率fpj处的功率值(j＝5,7,9)，Vin(t)＝(Pc(i))0.5*(cos(2πf1t)+cos(2πf2t))，t从0到t0变化，t0≥M/f1，M≤0.1*f1。实施例采用三阶滤波器进行实施：(1)、f1＝2.16GHz和f2＝2.21GHz，fp3＝2.11GHz，fp5＝2.06GHz，fp7＝2.01GHz，fp9＝1.96GHz(2)、N＝16；16路测试载波总功率分别为Ps(i)＝[28293031323334353637383940414243]单路载波功率为：Pc(i)＝[25262728293031323334353637383940]i＝1……163阶无源互调测量结果分别为Pmea3(i)＝[-97.36-94.13-91.33-88.38-85.45-82.48-79.55-76.83-73.76-70.99-68.26-65.51-62.62-59.77-57.43-54.59]取K＝3，拟合获得的无源互调输入对数和输出对数之间非线性关系的系数为：a1＝-12.67674223；a2＝2.98121892本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)、预先给定载波频率分别为f1和f2，互调频率为fp(|m|+|n|)＝m*f1+n*f2且为正值，其中，m，n均为非零整数且符号相反并且二者的绝对值差值为1；步骤(2)、预先给定N个功率的3阶无源互调电平测量值Pmea3(i),i＝1…N，其中无源互调测量时输入的两路载波信号总功率为Ps(i)，两路载波功率相等，Pc(i)为第i个测试用单路载波功率；步骤(3)、基于Pc(i)和Pmea3(i)，获得

【技术特征摘要】
1.一种确定大功率微波部件高阶无源互调电平的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)、预先给定载波频率分别为f1和f2，互调频率为fp(|m|+|n|)＝m*f1+n*f2且为正值，其中，m，n均为非零整数且符号相反并且二者的绝对值差值为1；步骤(2)、预先给定N个功率的3阶无源互调电平测量值Pmea3(i),i＝1…N，其中无源互调测量时输入的两路载波信号总功率为Ps(i)，两路载波功率相等，Pc(i)为第i个测试用单路载波功率；步骤(3)、基于Pc(i)和Pmea3(i)，获得最小时对应的无源互调输入对数和输出对数之间非线性关系的系数，其中PIM3(i)为载波频率为f1和f2，载波功率相等且均为Pc(i)时在频率fp3处的互调电平；步骤(4)、根据步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新波，魏焕，李韵，崔万照，李军，何鋆，李永东，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61