[發明專利]基于縫隙波導近場耦合的無源互調測試方法

有效

• 申請號: 201710180551.4
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106992798B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 高凡;趙小龍;張松昌;賀永寧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04B3/46
• 分類號: H04B3/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種基于縫隙波導近場耦合的無源互調測試方法，本方法是在常規PIM測試方法的基礎上，在測試系統中加入縫隙波導結構，實現近場耦合PIM測試功能。包括低PIM帶開縫的波導，調控耦合強度的介質板，縫隙尺寸及分布的優化方法。本發明能夠用來評估微波部件材料非線性和接觸非線性的大小，為微波部件低PIM設計和工藝控制提供指導，為生產環節中PIM來源提供檢測方法，提高產品良率。

技術領域

本發明涉及一種基于縫隙波導近場耦合的針對微波部件金屬連接結的無源互調測試裝置及測試方法，屬于無源互調測試技術領域。

背景技術

無源互調(Passive Inter-Modulation，簡稱“PIM”)是指兩個或更多的不同頻率的載波信號通過非線性無源器件所引起的對系統的額外干擾信號。在無線通信系統中，常見非線性無源器件有雙工器、天線、饋線、射頻線連接頭等。如果這些互調失真信號落入接收頻帶內，且功率超過系統中的有用信號的最小幅度，則會使接收信號的信噪比下降，使接收機的靈敏度降低甚至無法正常工作，嚴重影響通信系統的容量和質量。隨著通信系統的發展和系統質量的提高，對器件無源互調的測量越來越受到重視。

目前PIM產物的主要測試方法是讓43dBm(20W)的載波信號激勵待測件，然后測量無源互調值。因為微波的特殊性，待測件多以完整的成品出現，只有當部件加工完成并裝配后，才能進行檢測。對于腔體器件，待測件成為一個黑盒子，潛在的PIM故障點存在于待測件內部。對于天線，需要在開闊的暗室中測試，而天線收發系統自身體積也較大。這些方法都只能評判器件PIM合格率，但不利于器件的PIM故障診斷。

影響無源器件PIM水平的因素很多，包括內部結構的細微形變，熱脹冷縮，表面空氣氧化等因素。為了提高器件的PIM水平，需要在研究中同時調控多種物理因素。如果不能將各個物理因素對器件的PIM影響進行單一控制，就會增加改進PIM的成本與設計周期。由于PIM的來源多種多樣，整體檢測很難給出PIM具體來源，并且一旦產品PIM不合格，無法進行返工，因此急需一種能夠在生產工藝過程中對原材料以及半成品PIM來源檢測的技術方法，使得待測件無需具備微波特性、以樣片形式存在即可。

本發明基于縫隙波導近場耦合的特性，提供了一種新的PIM測試方法。把待測界面放置到縫隙波導PIM工裝的外部環境中，利用近場耦合的方式測試PIM的方法，既能實現環境條件的精確控制，也能降低電磁場的輻射距離，減小待測件尺寸。使用這種測試方法，可以對微波部件的局部結構進行PIM測試，精細的制作不同的局部結構，評估具體的加工工藝對PIM的影響，有效提高PIM的測試效率。基于該方法，在S波段實現了對平板壓接金屬接觸結構的PIM測試。

發明內容

本發明內容的目的在于，提供了一種近場耦合PIM測試的方法，其可實現測試中在線拆卸DUT，并對DUT的多物理環境實現精確控制，提高了PIM診斷效率。

本發明方法是這樣實現的：

本測試方法是在常規PIM測試方法的基礎上，在測試系統中加入縫隙波導結構，實現近場耦合PIM測試功能。測試時，待測件DUT放在縫隙波導上,具體步驟如下：

1)測試時，待測件DUT放在縫隙波導上，在縫隙波導外壁的縫隙處，覆蓋高介電常數的介質板以減弱外泄電磁場遠場的強度，縫隙波導并沒有形成輻射遠場，在測試頻段內，縫隙波導兩端口的S21近似為0dBm，通過調控介質板的厚度以及波導縫隙的長度，可以控制待測件表面電流的強弱；

2)待測件(DUT，Device Under Test)放置于介質板上，DUT的結構包括點線面類型的結構,其典型應用場景為：平板壓接、圓柱插接和絲網搭接三類金屬接觸結構；根據研究的金屬接觸結連接形式，設計DUT結構，并使用網分確認縫隙波導加載DUT時其S21不會惡化；

3)激勵載波與PIM信號的拾取都使用同一個波導實現，對待測樣PIM的檢測用一套PIM測試系統就能完成，并且能夠做到隨時在線更換待測樣。