CN102156139B - 用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法和系统 - Google Patents

用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法和系统。频率不同的两路信号经过合路器合并为一路，之后经过双工器TX端进入被测器件，在被测器件中发生无源互调，一部分互调产物返回双工器，经过RX端进入接收回路。发射回路中两路不同频率信号进过混频后可以提取出与互调产物同频率的信号分量，将此信号分量与得到的互调产物进行相位比较，排除测量系统导致的相位差之后，得到信号在测量设备中来回所产生的相位差。根据相位差分析得到无源互调发生的位置。本发明利用电磁波相位与传输距离的关系，结合中国余数定理实现的测量无源互调发生点的方法，能精确的测定微波器件无源互调发生位置，从而为快速解决无源互调问题提供支持。

Description

用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种测量微波器件无源互调发生点的方法，尤其是涉及一种用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法和系统。
背景技术
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，会产生频率不同于载波频率的新信号，此现象称为互调。无源互调（Passive Inter Modulation，简称PIM）是指由两个或两个以上的发射载波在无源器件中相遇时产生的载波信号频率的线性组合产物落入接收通带内形成干扰的现象。随着移动通信的飞速发展，对接收系统的灵敏度要求日益提高，当载波信号较小时由于器件的非线性产生的无源互调引起的噪声不大而不引起人们的注意，但是当载波信号功率较大时，这种交调的影响就比较明显了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法和系统，是一种利用电磁波相位与传输距离的关系，结合中国余数定理实现的测量无源互调发生点的方法。
本发明采用的技术方案是：
一、一种用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法：
1）利用相位比较器获得信号来回所产生的相位差，无源互调发生点距离被测器件的输入端口的距离信息反映在相位差上；
2）当被测器件的长度大于电磁波在被测器件内相位改变半个周期的长度时，需要增加一组频率不同的信号，根据增加的这一组信号所获得的相位差，结合中国余数定理降低无源互调发生点距离输入端口的距离模糊度，如果在增加了一组频率的基础上，被测器件的长度仍然大于可测长度，需要再增加一组频率，依此类推。
二、一种用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的系统：
本发明包括两个信号源、两个功分器、两个功率放大器、合路器、低互调电缆、双工器、低互调功率负载、混频器、两个滤波器、相位比较器、模数转换器和数字处理器；第一信号源产生的频率信号经过第一功分器后分为两路，一路经第一功率放大器接合路器的一个输入端，另一路接混频器一个输入端；第二信号源产生的频率信号经过第二功分器后分为两路，一路经第二功率放大器接合路器另一输入端，另一路接混频器另一输入端；合路器的输出端经过双工器的TX端、ANT端进入被测器件；混频器的射频输出端混频后的信号接入第一滤波器的输入端，经第一滤波器提取出与互调产物频率相同的信号分量，接入相位比较器的一个输入端，互调产物经过双工器的ANT端、RX端接入第二滤波器输入端，选择出需要测量的互调分量，之后将互调分量接入相位比较器的另一个输入端，相位比较器的输出端接模数转换器的模拟输入端，模数转换器的数字输出端接数字处理器，被测器件的其余接口接低互调功率负载。
中国余数定理的表述为：设                                                
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE001
是两两互素的正整数，则同余方程组
Figure 805196DEST_PATH_IMAGE002
在模有唯一解，存在唯一b，满足
Figure 75772DEST_PATH_IMAGE004
本发明具有的有益效果：
微波器件的无源互调发生的机制比较复杂，业界目前尚无准确测定无源互调发生的位置的方法和系统，从而使微波器件的无源互调问题很难解决，本发明利用电磁波相位与传输距离的关系，结合中国余数定理实现的测量无源互调发生点的方法，可以精确的测定微波器件无源互调发生位置，从而为快速解决无源互调问题提供支持。
附图说明
附图是本发明的结构框图。
图中：1、信号源，2、信号源，3、功分器，4、功分器，5、功率放大器，6、功率放大器，7、合路器，8、低互调电缆，9、双工器，10、被测设备，11、低互调功率负载，12、混频器，13、滤波器，14、滤波器，15、相位比较器，16、模数转换器，17、数字处理器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如附图所示，本发明包括两个信号源1,2、两个功分器3,4、两个功率放大器5,6、合路器7、低互调电缆8、双工器9、低互调功率负载11、混频器12、两个滤波器13，14、相位比较器15、模数转换器16和数字处理器17；第一信号源1产生的频率信号经过第一功分器3后分为两路，一路经第一功率放大器5接合路器7的一个输入端，另一路接混频器12一个输入端；第二信号源2产生的频率信号经过第二功分器4后分为两路，一路经第二功率放大器6接合路器7另一输入端，另一路接混频器12另一输入端；合路器7的输出端经过双工器9的TX端、ANT端进入被测器件10；混频器12的射频输出端混频后的信号接入第一滤波器13的输入端，经第一滤波器13提取出与互调产物频率相同的信号分量，接入相位比较器15的一个输入端，互调产物经过双工器9的ANT端、RX端接入第二滤波器14输入端，选择出需要测量的互调分量，之后将互调分量接入相位比较器15的另一个输入端，相位比较器15的输出端接模数转换器16的模拟输入端，模数转换器16的数字输出端接数字处理器17，被测器件10的其余接口接低互调功率负载11。
应用此方法，采用如下操作：
假设一组信号
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 998466DEST_PATH_IMAGE006
，经过功率放大器放大后进入合路器合并成一路，接入双工器TX端，双工器公共端接被测设备，假定这组信号在被测器件中的传播常数为，
Figure 961874DEST_PATH_IMAGE008
，信号在被测器件中距离被测器件接入信号端L处发生无源互调，互调产物的频率为
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE009
，式中a、b为整数，其在微波器件中的传播常数为
Figure 605738DEST_PATH_IMAGE010
，相位比较器得到的结果为
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE011
，功放、合路器、双工器、滤波器这一支路对相位的信号相位的影响为
Figure 680005DEST_PATH_IMAGE012
，混频器、滤波器这一支路对信号相位的影响为
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE013
，则可以得到方程
Figure 457205DEST_PATH_IMAGE014
，式中n为任意整数，由于两个支路对信号相位的影响可以通过测量得到纠正，所以将方程简化为
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE015
，假设所需测量精度为
Figure 591515DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 722675DEST_PATH_IMAGE018
，原式写成
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE019
，式中k1、m1为满足要求的整数，如果器件的长度小于
Figure 335053DEST_PATH_IMAGE020
，即小于
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE021
，则根据上式可以得到器件无源互调发生位置为
Figure 966761DEST_PATH_IMAGE022
。如果器件的长度大于
Figure 475233DEST_PATH_IMAGE021
，则增加一组频率
Figure 2011100880296100002DEST_PATH_IMAGE023
，依据上面的描述同样可以得到
Figure 144288DEST_PATH_IMAGE024
，两个方程联立起来得到
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，如果器件的长度小于
Figure 294778DEST_PATH_IMAGE021
与
Figure 249833DEST_PATH_IMAGE026
的最小公倍数，则根据中国余数定理可以得到无源互调发生位置是唯一的，可以根据两个方程可以得到无源互调发生位置，如果此时器件的长度仍然较大，则需要再次增加一组频率，依此类推。
所述的数字处理器可以是计算机，或者是基于微处理器、DSP或FPGA的嵌入式处理系统。
a)信号源1、2产生的两路信号，经功分器3、4分成四路信号，其中两路经过功率放大器5、6放大，之后经过合路器7，低互调电缆8，双工器9进入被测设备。
b)进入被测设备10的信号，在被测设备10中发生无源互调，一部分互调产物返回到双工器9，通过双工器9的RX端进入滤波器14，滤波器14提取出需要检测的互调分量，接入相位比较器15中与经过功分器后得到的另外两路信号经过混频器12之后所提取出来的与互调产物同频率的信号进行相位比较。
c)相位比较器15的得到的结果经过模数转换器16采样后送入数字处理器17进行分析。
以下具体阐述各个部分的实施方式：
信号源部分可以采用锁相环芯片设计，锁相环芯片可采用ADI的ADF4350。
功分器可采用Weinschel功分器1870A。
功率放大器可采用Milmega公司的RF系列功率放大器，频率范围200MHz~1GHz，输出功率从80W至1200W。
合路器可采用Narda合路器SWC10644。
双工器可采用K&L双工器WSD-00230。
混频器可采用MINI公司的ADE-12.
滤波器可采用RFM公司的TXC101/102。
相位比较器可以采用ADI公司的AD8302。其工作频率从低频到2.7GHz。
模数转换器可以采用TI公司的ADS8363。
数字处理器可以是计算机，也可以用基于微处理器、DSP的嵌入式系统来是实现。

Claims (2)

1.一种用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的方法，其特征在于：
1）利用相位比较器获得信号来回所产生的相位差，无源互调发生点距离被测器件的输入端口的距离反映在相位差上；假设一组信号
Figure FDA00001662493800011
经过功率放大器放大后进入合路器合并成一路，接入双工器TX端，双工器公共端接被测设备，假定这组信号在被测器件中的传播常数为β1，β2，信号在被测器件中距离被测器件接入信号端L处发生无源互调，互调产物的频率为aω1+bω2，式中a、b为整数，其在微波器件中的传播常数为βab1，相位比较器得到的结果为
Figure FDA00001662493800012
功放、合路器、双工器、滤波器这一支路对相位的信号相位的影响为
Figure FDA00001662493800013
混频器、滤波器这一支路对信号相位的影响为
Figure FDA00001662493800014
则可以得到方程
Figure FDA00001662493800015
式中n为任意整数，由于两个支路对信号相位的影响可以通过测量得到纠正，所以将方程简化为
Figure FDA00001662493800016
此方程即为无源互调发生点距离被测器件的输入端口的距离与测得相位差之间的关系；
2）当被测器件的长度大于电磁波在器件内相位改变半个周期的长度时，需要增加一组频率不同的信号，根据增加的这一组信号所获得的相位差，结合中国余数定理，降低无源互调发生点距离输入端口的距离模糊度，假设所需测量精度为Δ1，
Figure FDA00001662493800017
Figure FDA00001662493800018
原式写成L=(k1+m1n)Δ1，式中k1、m1为满足要求的整数，如果器件的长度小于
Figure FDA00001662493800019
即小于m1Δ1，则根据上式得到器件无源互调发生位置为k1Δ1；如果器件的长度大于m1Δ1，则增加一组频率ω3,ω4，依据上面的描述同样得到L=(k2+m2n)Δ1，两个方程联立起来得到
Figure FDA000016624938000110
如果器件的长度小于m1Δ1与m2Δ1的最小公倍数，则根据中国余数定理得到无源互调发生位置是唯一的，根据两个方程得到无源互调发生位置，如果此时器件的长度仍然较大，则需要再次增加一组频率，依此类推。
2.根据权利要求1所述方法的一种用电磁波相位测量微波器件无源互调发生点的系统，其特征在于：包括两个信号源（1,2）、两个功分器（3,4）、两个功率放大器（5,6）、合路器（7）、低互调电缆（8）、双工器（9）、低互调功率负载（11）、混频器（12）、两个滤波器（13，14）、相位比较器（15）、模数转换器（16）和数字处理器（17）；第一信号源（1）产生的频率信号经过第一功分器（3）后分为两路，一路经第一功率放大器（5）接合路器（7）的一个输入端，另一路接混频器（12）一个输入端；第二信号源（2）产生的频率信号经过第二功分器（4）后分为两路，一路经第二功率放大器（6）接合路器（7）另一输入端，另一路接混频器（12）另一输入端；合路器（7）的输出端经过双工器（9）的TX端和ANT端进入被测器件（10）；混频器（12）的射频输出端混频后的信号接入第一滤波器（13）的输入端，经第一滤波器（13）提取出与互调产物频率相同的信号分量，接入相位比较器（15）的一个输入端，互调产物经过双工器（9）的ANT端和RX端接入第二滤波器（14）输入端，选择出需要测量的互调分量，之后将互调分量接入相位比较器（15）的另一个输入端，相位比较器（15）的输出端接模数转换器（16）的模拟输入端，模数转换器（16）的数字输出端接数字处理器（17），被测器件（10）的其余接口接低互调功率负载（11）。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104104455B (zh) * 2013-04-09 2019-06-14 中兴通讯股份有限公司 无源互调位置检测方法及装置
CN103269253B (zh) * 2013-04-24 2015-03-25 上海创远仪器技术股份有限公司 基于多阶数字扫频的无源互调故障定位检测电路结构
CN103427921B (zh) * 2013-08-13 2015-04-15 华为技术有限公司 天馈系统的故障检测方法及装置
CN103605066A (zh) * 2013-08-30 2014-02-26 西安空间无线电技术研究所 一种单台功率放大器测试无源互调系统
CN103684490A (zh) * 2013-12-16 2014-03-26 中国电子科技集团公司第四十一研究所 基于矢量网络分析仪的无源互调异常点快速定位方法
CN103675448B (zh) * 2013-12-16 2017-04-19 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种无源互调干扰的矢量测量方法
CN103944594B (zh) * 2014-05-05 2016-03-30 浙江大学 基于初始相位控制的无源互调发生点的定位方法及其系统
DE102014013968A1 (de) * 2014-09-19 2016-04-07 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Messen von passiver Intermodulation und Messgerät
CN104967494B (zh) * 2015-04-30 2018-05-11 华为技术有限公司 一种测试方法、设备和系统
CN105959066B (zh) * 2016-04-27 2018-06-19 浙江大学 一种基于矩阵束方法的多个无源互调发生点的定位方法
CN106054162B (zh) * 2016-05-16 2018-06-15 浙江大学 空间多载波逆问题优化的多个无源互调发生点的定位方法
CN106019192B (zh) * 2016-05-16 2018-08-07 浙江大学 一种用于校准无源互调测试系统相位的方法
CN106130669B (zh) * 2016-07-05 2018-03-13 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种微波放大器热态反射函数测试装置及方法
CN107621571A (zh) * 2016-07-15 2018-01-23 北京航天长征飞行器研究所 一种基于信号自相关的宽带微波信号比相方法及系统
CN106156440B (zh) * 2016-07-22 2018-12-21 西安空间无线电技术研究所 一种快速确定腔体滤波器无源互调电平的方法
EP3318885B1 (en) 2016-11-03 2019-08-21 Alcatel-Lucent Shanghai Bell Co., Ltd. A method for determining a distance to a passive intermodulation source, an apparatus and a computer program product
CN107517476B (zh) * 2017-08-24 2021-03-23 东莞弗兰德通信科技有限公司 天馈系统互调故障点定位方法、装置、设备及存储介质
WO2019169088A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-06 Commscope Technologies Llc Methods and apparatuses for measuring the distance to a passive intermodulation source
CN110333391B (zh) * 2019-04-08 2021-10-01 中国科学技术大学 一种可在线校正测量电缆相位漂移的微波相位测量系统
CN110231614B (zh) * 2019-07-05 2024-01-26 电子科技大学 基于无源变频的微波测距系统
CN111257638B (zh) * 2020-01-19 2021-01-29 浙江大学 一种宽带无源互调测试和定位系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101501476A (zh) * 2006-09-06 2009-08-05 国立大学法人横浜国立大学 无源互调失真的测定方法及测定系统
US7696850B2 (en) * 2007-11-08 2010-04-13 Triasx Pty Ltd. Apparatus for applying a load

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100762308B1 (ko) * 2006-10-23 2007-10-01 에이스웨이브텍(주) 이중대역 상호변조왜곡 측정장치
AU2007221921A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-30 Kaelus Pty Ltd Passive intermodulation test apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101501476A (zh) * 2006-09-06 2009-08-05 国立大学法人横浜国立大学 无源互调失真的测定方法及测定系统
US7696850B2 (en) * 2007-11-08 2010-04-13 Triasx Pty Ltd. Apparatus for applying a load

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