CN111521897A - 一种无源互调干扰源定位系统和定位测试方法 - Google Patents

一种无源互调干扰源定位系统和定位测试方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种无源互调干扰源定位系统和定位测试方法，将被测无源器件固定在外电磁噪声隔离支架上，外电磁噪声隔离支架可以对被测无源器件以外的电磁噪声进行一定程度的隔离，避免外界电磁噪声干扰测试结果，测试信号发生器为被测无源器件施加预置激励信号，终端负载用于吸收被测无源器件在测试过程中产生的功率，近场扫描磁场检测探针用于紧贴被测无源器件来回移动探测被测无源器件各点位置的无源互调干扰信号，将无源互调干扰信号传输至频谱分析仪显示，从而可以根据频谱分析仪显示的无源互调干扰信号确定出被测无源器件的无源互调干扰源，解决了现有的无源干扰互调干扰源定位方法检测方式过于复杂和检测结果不能得到直观体现的技术问题。

Description

一种无源互调干扰源定位系统和定位测试方法
技术领域
本申请涉及无源互调测试技术领域，尤其涉及一种无源互调干扰源定位系统和定位测试方法。
背景技术
无源互调干扰是指两个或两个以上的载波频率在通过无源非线性器件时产生的谐波干扰现象。新一代移动通信系统的工作频率和通信频率的不断提高和电信基础设施共建共享水平的不断深入，都要求从根本上抑制无源互调干扰的产生，因此，有必要对无源非线性器件的无源互调干扰进行检测，并对干扰源进行定位。
现有的无源互调干扰源定位方法为：公开号为CN 104360234A，名称为一种线性调频非相干检测的无源互调异常点定位方法，其具体公开的定位方法和系统，虽然能够进行无源互调检测和异常点定位，但是检测方式过于复杂，检测结果不能得到直观体现。
发明内容
本申请提供了一种无源互调干扰源定位系统和定位测试方法，用于解决现有的无源干扰互调干扰源定位方法检测方式过于复杂和检测结果不能得到直观体现的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种无源互调干扰源定位系统，包括：测试信号发生器、被测无源器件、终端负载、频谱分析仪、近场扫描磁场检测探针、外电磁噪声隔离支架和连接线缆；
所述外电磁噪声隔离支架用于支撑所述被测无源器件和隔离所述被测无源器件以外的电磁噪声；
所述测试信号发生器通过所述连接线缆与所述被测无源器件的输入端连接，所述被测无源器件的输出端连接有所述终端负载；
所述频谱分析仪的射频输入端口连接有放大器，所述放大器的输入端连接有所述近场扫描磁场检测探针；
所述近场扫描磁场检测探针用于紧贴所述被测无源器件移动检测无源互调信号，将所述无源互调信号传输至所述频谱分析仪显示，使得测试人员根据所述频谱分析仪的显示结果定位出所述被测无源器件的干扰源。
可选地，所述近场扫描磁场检测探针的探测头部包裹有透磁性聚乙烯材料。
可选地，所述透磁性聚乙烯材料的厚度为2mm。
可选地，所述近场扫描磁场检测探针的尾部设置有RC信号调理电路。
可选地，所述RC信号调理电路包括一个100nF电容和一个1kΩ电阻。
可选地，所述外电磁噪声隔离支架为铝合金支架。
可选地，所述连接线缆为半刚性同轴线缆。
可选地，所述终端负载为一个低互调、低反射且阻抗值为50欧姆的电阻。
可选地，所述频谱分析仪为手持式频谱分析仪。
本申请第二方面提供了一种无源互调干扰源定位测试方法，包括：
搭建第一方面任一种所述的无源互调干扰源定位系统；
控制所述无源互调干扰源定位系统中的测试信号发生器向被测无源器件施加预置频率的双音激励信号；
将近场扫描磁场检测探针紧贴被测无源器件移动，使得所述被测无源器件各位置处的无源互调干扰信号在频谱分析仪上显示；
根据所述频谱分析仪显示的所述无源互调干扰信号，确定所述被测无源器件的无源互调干扰源，所述无源互调干扰源为所述无源互调干扰信号的最大值。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请中提供了一种无源互调干扰源定位系统，包括：测试信号发生器、被测无源器件、终端负载、频谱分析仪、近场扫描磁场检测探针、外电磁噪声隔离支架和连接线缆；外电磁噪声隔离支架用于支撑被测无源器件和隔离被测无源器件以外的电磁噪声；测试信号发生器通过连接线缆与被测无源器件的输入端连接，被测无源器件的输出端连接有终端负载；频谱分析仪的射频输入端口连接有放大器，放大器的输入端连接有近场扫描磁场检测探针；近场扫描磁场检测探针用于紧贴被测无源器件移动检测无源互调信号，将无源互调信号传输至频谱分析仪显示，使得测试人员根据频谱分析仪的显示结果定位出被测无源器件的干扰源。
本申请提供的无源互调干扰源定位系统，被测无源器件固定在外电磁噪声隔离支架上，外电磁噪声隔离支架可以对被测无源器件以外的电磁噪声进行一定程度的隔离，避免外界电磁噪声干扰测试结果，测试信号发生器为被测无源器件施加预置激励信号，终端负载用于吸收被测无源器件在测试过程中产生的功率，近场扫描磁场检测探针用于紧贴被测无源器件来回移动探测被测无源器件各点位置的无源互调干扰信号，将无源互调干扰信号传输至频谱分析仪显示，从而可以根据频谱分析仪显示的无源互调干扰信号确定出被测无源器件的无源互调干扰源，无源互调干扰信号最大出现最大值时多对应的近场扫描磁场检测探针所在位置即为被测无源器件的无源互调干扰源，因此，本申请提供的系统，不但能够准确地测试出被测无源器件的无源互调干扰信号，还能够对无源互调干扰产生的具体位置进行定位，在频谱分析仪上进行直观显示，且测试过程简单易操作，解决了现有的无源干扰互调干扰源定位方法检测方式过于复杂和检测结果不能得到直观体现的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的无源互调干扰源定位系统的结构示意图；
图2为本申请实施例中提供的无源互调干扰源定位系统的局部连接示意图；
图3为本申请实施例中提供的无源互调干扰源定位测试方法的流程示意图；
图4为本申请实施例中的三阶无源互调干扰信号示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本申请提供了一种无源互调干扰源定位系统的一个实施例，包括：测试信号发生器、被测无源器件、终端负载、频谱分析仪、近场扫描磁场检测探针、外电磁噪声隔离支架和连接线缆；
外电磁噪声隔离支架用于支撑被测无源器件和隔离被测无源器件以外的电磁噪声；
测试信号发生器通过连接线缆与被测无源器件的输入端连接，被测无源器件的输出端连接有终端负载；
频谱分析仪的射频输入端口连接有放大器，放大器的输入端连接有近场扫描磁场检测探针；
近场扫描磁场检测探针用于紧贴被测无源器件移动检测无源互调信号，将无源互调信号传输至频谱分析仪显示，使得测试人员根据频谱分析仪的显示结果定位出被测无源器件的干扰源。
需要说明的是，本申请实施例中的被测无源器件可以是任意的在高频条件下存在微弱的非线性现象的无源微波器或电路。测试信号发生器主要由两路信号产生器和一个合路器等三部分组成，由两路信号产生器产生两路预置频率的正弦信号，通过合路器将两路正弦信号合并为一路激励信号，再通过连接线缆将激励信号施加到被测无源器件的输入端，连接线缆优选为半刚性同轴线缆，具有较好的信号屏蔽性能，而通过被测无源器件的正向传输功率被终端负载吸收，被测无源器件辐射的无源互调干扰信号由近场扫描磁场检测探针进行检测，并在频谱分析仪上显示。被测无源器件的传输功率有连接的终端负载吸收。频谱分析仪和近场扫描磁场检测探针之间可以连接信号放大器，将近场扫描磁场检测探针检测到的微弱无源互调信号进行放大，以便于形象观测无源互调干扰。信号放大器可以选为由直流12V供电，放大倍数为26dB的放大器，若待检测无源互调信号强度较弱时，可串联或选用放大倍数更大的信号放大器。
本申请实施例提供的无源互调干扰源定位系统，被测无源器件固定在外电磁噪声隔离支架上，外电磁噪声隔离支架可以对被测无源器件以外的电磁噪声进行一定程度的隔离，避免外界电磁噪声干扰测试结果，测试信号发生器为被测无源器件施加预置激励信号，终端负载用于吸收被测无源器件在测试过程中产生的功率，近场扫描磁场检测探针用于紧贴被测无源器件来回移动探测被测无源器件各点位置的无源互调干扰信号，将无源互调干扰信号传输至频谱分析仪显示，从而可以根据频谱分析仪显示的无源互调干扰信号确定出被测无源器件的无源互调干扰源，无源互调干扰信号最大出现最大值时多对应的近场扫描磁场检测探针所在位置即为被测无源器件的无源互调干扰源，因此，本申请提供的系统不但能够准确地测试出被测无源器件的无源互调干扰信号，还能够对无源互调干扰产生的具体位置进行定位，在频谱分析仪上进行直观显示，且测试过程简单易操作，解决了现有的无源干扰互调干扰源定位方法检测方式过于复杂和检测结果不能得到直观体现的技术问题。
为了便于理解，请参阅图1和图2，作为对上一实施例的无源互调干扰源定位系统的进一步改进，近场扫描磁场检测探针选择为可检测信号频段在100MHz到40GHz之间的探针，测试时，近场扫描磁场检测探针的探测头部用厚度为2mm的透磁性聚乙烯材料进行包裹，不但可以在移动探针定位无源互调的产生位置时，保证探针与被测无源器件二者之间的距离恒定，而且可以有效保护探针头部发生不必要的磨损。可以理解的是，在实际应用中，可根据应用场所的三阶、五阶无源互调具体值，灵活选用合适扫描频段的近场扫描探针。
更进一步的，还可以在近场扫描磁场检测探针的尾部设置有由一个100nF电容和一个1kΩ电阻组成的RC信号调理电路，对探测的频段进行滤波，提高探测的精准度。
作为优选方案，外电磁噪声隔离支架可以选为铝合金支架，如图1所示，铝合金支架的尺寸可根据实际应用场景设置为180mm*160mm。终端负载可以选为一个低互调、低反射且阻抗值为50欧姆的电阻。
本申请实施例中对于使用的频谱分析仪，在选用时，只需要满足频谱分析仪的工作频段能够覆盖待检测的无源互调干扰信号频率即可，同时，为了方便移动和简化系统，因此，可以选用工作频率为100kHz-3GHz的手持式频谱分析仪。
为了便于理解，请参阅图3，本申请中提供了一种无源互调干扰源定位测试方法的实施例，包括：
步骤101、搭建前述的无源互调干扰源定位系统实施例中的无源互调干扰定位系统；
步骤102、控制无源互调干扰源定位系统中的测试信号发生器向被测无源器件施加预置频率的双音激励信号；
步骤103、将近场扫描磁场检测探针紧贴被测无源器件移动，使得被测无源器件各位置处的无源互调干扰信号在频谱分析仪上显示；
步骤104、根据频谱分析仪显示的无源互调干扰信号，确定被测无源器件的无源互调干扰源，无源互调干扰源为无源互调干扰信号的最大值。
以GSM1900通信频段的近场扫描式无源互调测试为例进行说明，GSM1900的上行频段为1930MHz-1990MHz，下行频段为1850MHz-1910MHz，那么在GSM1900的上行频段中，选择测试信号发生器产生的两路信号的中心频率为f1＝1935MHz，f2＝1985MHz，根据三阶无源互调的定义：2f2-f1＝2050MHz，2f1-f2＝1885MHz，仅2f1-f2落入下行频段，因此，在测试时，仅考虑2f1-f2的无源互调干扰。在搭好系统之后，操作测试信号发生器产生包含频率f1＝1935MHz，f2＝1985MHz的双音激励信号通过半刚性同轴线缆施加到被测无源器件中，本申请实施例中选择的被测无源器件由两个SMA同轴连接器和一根柔性同轴连接器组成，如图1所示。将被测无源器件的一端的SMA同轴连接器拧松，使得被测无源器件产生一非线性连接故障，如图1中的五角星标识位置所示。然后将近场扫描磁性检测探针保持固定角度(在此角度，进入探针头部感应线圈内的电/磁场强度最大)，紧贴被测无源器件将探针来回移动(包裹探针头部的材料厚度一致可以保证探针与被测无源器件的距离一致)，观察频谱分析仪的检测结果可以发现，当探针移动至设置非线性故障的SMA同轴连接器时，三阶无源互调干扰值最大，如图4所示，当设置故障的SMA同轴连接器的非线性程度增加时(即松散连接程度增加)，测量的三阶无源互调干扰值也随之增加，因此，本申请实施例中提供的方法不但能够对非线性无源器件的无源互调值进行测试，也能够对无源互调干扰的产生源进行定位，具有较高的工程应用价值。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机系统(可以是个人计算机，服务器，或者网络系统等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无源互调干扰源定位系统，其特征在于，包括：测试信号发生器、被测无源器件、终端负载、频谱分析仪、近场扫描磁场检测探针、外电磁噪声隔离支架和连接线缆；
所述外电磁噪声隔离支架用于支撑所述被测无源器件和隔离所述被测无源器件以外的电磁噪声；
所述测试信号发生器通过所述连接线缆与所述被测无源器件的输入端连接，所述被测无源器件的输出端连接有所述终端负载；
所述频谱分析仪的射频输入端口连接有放大器，所述放大器的输入端连接有所述近场扫描磁场检测探针；
所述近场扫描磁场检测探针用于紧贴所述被测无源器件移动检测无源互调信号，将所述无源互调信号传输至所述频谱分析仪显示，使得测试人员根据所述频谱分析仪的显示结果定位出所述被测无源器件的干扰源。
2.根据权利要求1所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述近场扫描磁场检测探针的探测头部包裹有透磁性聚乙烯材料。
3.根据权利要求2所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述透磁性聚乙烯材料的厚度为2mm。
4.根据权利要求1所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述近场扫描磁场检测探针的尾部设置有RC信号调理电路。
5.根据权利要求4所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述RC信号调理电路包括一个100nF电容和一个1kΩ电阻。
6.根据权利要求1所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述外电磁噪声隔离支架为铝合金支架。
7.根据权利要求1所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述连接线缆为半刚性同轴线缆。
8.根据权利要求1所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述终端负载为一个低互调、低反射且阻抗值为50欧姆的电阻。
9.根据权利要求1所述的无源互调干扰源定位系统，其特征在于，所述频谱分析仪为手持式频谱分析仪。
10.一种无源互调干扰源定位测试方法，其特征在于，包括：
搭建权利要求1-9任一项所述的无源互调干扰源定位系统；
控制所述无源互调干扰源定位系统中的测试信号发生器向被测无源器件施加预置频率的双音激励信号；
将近场扫描磁场检测探针紧贴被测无源器件移动，使得所述被测无源器件各位置处的无源互调干扰信号在频谱分析仪上显示；
根据所述频谱分析仪显示的所述无源互调干扰信号，确定所述被测无源器件的无源互调干扰源，所述无源互调干扰源为所述无源互调干扰信号的最大值。
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