通讯用环行器无源交调抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种通讯用环行器无源交调抑制方法，包括（1）确定需加工的环形器频段、功率指标、及该功率指标下希望达到的期望PIM值；（2）在HFSS仿真软件中建立环行器的仿真模型，并在功率指标下，获得在（2

【技术实现步骤摘要】
通讯用环行器无源交调抑制方法
本专利技术涉及一种无源交调抑制方法，尤其涉及一种通讯用环行器无源交调抑制方法。
技术介绍
众所周知，有源器件会在系统中产生非线性效应。人们已开发出多种技术来改善此类器件在设计和运行阶段的性能。容易忽视的是，无源器件也可能引入非线性效应；若不加以校正，这些非线性效应可能会严重影响系统性能。在5G蜂窝通信系统中，无源交调可能引起干扰，降低接收机灵敏度，甚至完全阻塞通信，这种干扰可能影响产生它的蜂窝以及附近的其它接收机，在蜂窝通信行业是一个重大问题，而且难以排解。铁氧体环行器隔离器是4G\5G通信系统中大量应用的无源器件，由于铁氧体材料的非线性效应，易使器件在多路大功率信号输入时，在其交调频点产生交调信号，尤其在2f1-f2，2f2-f1这样的三阶交调频点，由于其频率距离中心频点非常近，很难通过加滤波器的方法将其消除，因而常对通信质量及系统方案产生不利影响。传统的无源交调抑制方法通常是对器件进行定性分析，依据经验与试验验证，通常会有器件设计的多版迭代，费时费力。PIM，全称PassiveInteer—Modulation，中文为无源互调，是由发射系统中各种无源器件在特定功率，通常是大功率射频信号激励下产生的IM交调分量的现象。PIM通常是由金属和金属的接触引起的，最常见，且难以解决。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种解决上述问题，能确定引起环行器无源交调的决定因素，并通过分析，辅助环行器无源交调抑制定量设计的通讯用环行器无源交调抑制方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种通讯用环行器无源交调抑制方法，包括以下步骤：(1)确定需加工的环形器频段、功率指标、及该功率指标下希望达到的期望PIM值、并随机选取环行器工作频带范围内两个频率为f1和f2的输入信号；(2)在HFSS仿真软件中建立环行器的仿真模型，并在功率指标下，获得在交调信号频率1为(2f1-f2)的最大场强A、以及交调信号频率2为(2f2-f1)的最大场强B；(3)根据A、B计算该仿真模型的PIM值，标记为仿真PIM值；(4)对比仿真PIM值和期望PIM值；预设一经验余量，若仿真PIM值≤期望PIM值+经验余量，则在HFSS仿真软件对仿真模型的结构进行调整，并重复步骤(2)、(3)，直到仿真PIM值>期望PIM值+经验余量，完成仿真设计。作为优选：所述步骤(2)，在HFSS仿真软件中建立环行器的仿真模型，需输入环行器的指标参数，所述指标参数包括工作频段、旋磁铁氧体材料参数、中心导体参数、基片参数、外形尺寸、端口及边界条件。作为优选：所述步骤(3)具体为通过下式计算得出：(31)根据下式计算中间值a、b；各中间值的表达式为：b1＝μeff2K1(3×0.1078+0.1588)/(f1×μ1)+(μeff1K2/μ2-μeff2K1/μ1)×(3×0.1078+0.1588)/(f1-f2)；fm＝γ×MS；f0＝γ×(H0-MS)；H0＝1700+iii；μ1＝1+f0×fm/(f02-f12)；μ2＝1+f0×fm/(f02-f22)；K1＝f1×fm/(f02-f12)；K2＝f2×fm/(f02-f12)；式中，MS为铁氧体饱和磁化强度，γ为旋磁比，iii为外偏磁场，μ0为真空磁导率，K1为交调信号频率1的传播常数，K2为交调信号频率2的传播常数，μeff1、μeff2为铁氧体中交调信号频率1、交调信号频率2的有效磁导率，eps为铁氧体介电常数；(32)计算PIM值，PIM＝10*log10((a2+b2)/(A2))。作为优选：所述步骤(4)中，对仿真模型的结构进行调整，具体为：任意采用下述手段(a)、(b)、(c)中的一种或多种；(a)对环形器中心导体镀银处理，且中心导体与铁氧体接触处加胶液，降低环行器加载功率时的最大场强值；(b)加工腔体内壁，使其表面光滑；(c)通过螺钉旋配的腔体连接处，在装配前先加导电胶，调试完毕后固化。本专利技术中，通过对交调信号产生的机理、相关因素进行详细分析，确定引起环行器无源交调的决定因素为交调频点的最大场强；然后提出了一种通过场强来计PIM值的方法，用来辅助环行器无源交调抑制定量设计。计算过程中，需要用到的参数包括铁氧体的旋磁比γ、饱和磁化强度Ms、铁氧体介电常数eps、频率1为f1输入信号、频率2为f2输入信号、器件设计上限频率fup、真空磁导率μ0、外偏磁场、输入功率等，均为已知参数，而未知参数A、B可通过电磁仿真软件HFSS仿真计算得到。所以在通过仿真得到A、B的值以后，我们可以根据公式计算出当前仿真条件下的PIM值。再通过调整环行器内部结构等手段，使环行器无源交调计算值满足用户提出的指标，以此可以通过计算代替实验验证环行器可达到的无源交调的抑制情况。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：确定引起环行器无源交调的决定因素，并提出了一种利用该决定因素、定量分析环行器无源交调指标的方法，且给出了不满足指标时的解决方案。本专利技术所提出的无源交调抑制方法，同样适用于基于旋磁铁氧体材料的其它有三阶无源交调抑制需求的微波无源器件。附图说明图1为环行器的结构示意图；图2为本专利技术流程图。图3为实施例2的电性能仿真曲线；图4为实施例2方法得到的产品的插入损耗测试曲线；图5为实施例2方法得到的产品隔离度测试曲线；图6为实施例2的三阶交调与输入功率关系实测曲线。图中：1、中心导体；2、上腔体；3、下腔体；4、旋磁铁氧体基片；5、永磁体；6、补偿片；7、匹配介质；8、磁路屏蔽。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1：参见图1到图2，通讯用环形器，包括上腔体、下腔体构成的腔室，腔室内设有中心导体、旋磁铁氧体基片、永磁体、补偿片、匹配介质、磁路屏蔽。本实施例提出了一种通讯用环行器无源交调抑制方法，包括以下步骤：(1)确定需加工的环形器频段、功率指标、及该功率指标下希望达到的期望PIM值、并随机选取环行器工作频带范围内两个频率为f1和f2的输入信号；(2)在HFSS仿真软件中建立环行器的仿真模型，并在功率指标下，获得在交调信号频率1为(2f1-f2)的最大场强A、以及交调信号频率2为(2f2-f1)的最大场强B；(3)根据A、B计算该仿真模型的PIM值，标记为仿真PIM值；(4)对比仿真PIM值和期望PIM值；预设一经验余量，若仿真PIM值≤期望PIM值+经验余量，则在HFSS仿真软件对仿真模型的结构进行调整，并重复步骤(2)、(3)，直到仿真PIM值>期望PIM值+经验余量，完成仿真设计。本实施例中，步骤(2)，在HFSS仿真软件中建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通讯用环行器无源交调抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)确定需加工的环形器频段、功率指标、及该功率指标下希望达到的期望PIM值、并随机选取环行器工作频带范围内两个频率为f

【技术特征摘要】
1.一种通讯用环行器无源交调抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)确定需加工的环形器频段、功率指标、及该功率指标下希望达到的期望PIM值、并随机选取环行器工作频带范围内两个频率为f1和f2的输入信号；
(2)在HFSS仿真软件中建立环行器的仿真模型，并在功率指标下，获得在交调信号频率1为(2f1-f2)的最大场强A、以及交调信号频率2为(2f2-f1)的最大场强B；
(3)根据A、B计算该仿真模型的PIM值，标记为仿真PIM值；
(4)对比仿真PIM值和期望PIM值；
预设一经验余量，若仿真PIM值≤期望PIM值+经验余量，则在HFSS仿真软件对仿真模型的结构进行调整，并重复步骤(2)、(3)，直到仿真PIM值>期望PIM值+经验余量，完成仿真设计。


2.根据权利要求1所述的通讯用环行器无源交调抑制方法，其特征在于：所述步骤(2)，在HFSS仿真软件中建立环行器的仿真模型，需输入环行器的指标参数，所述指标参数包括工作频段、旋磁铁氧体材料参数、中心导体参数、基片参数、外形尺寸、端口及边界条件。


3.根据权利要求1所述的通讯用环行器无源交调抑制方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为通过下式计算得出：
(31)根据下式计算中间值a、b；





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【专利技术属性】
技术研发人员：闫欢，蒋运石，韩晓川，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51