卫星无源互调抑制及测量方法研究.pdf

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1、上海航天AEROSPACESHANGHAI第32卷2015年第2期文章编号：1006—1630(2015)02—0054—05卫星无源互调抑制及测量方法研究丁亚玲，徐云东，张玉山(上海卫星工程研究所，上海200240)摘要：介绍了卫星无源互调(PIM)的产生机理、抑制方法，讨论了天线、同轴电缆和射频连接器等部件的无源互调控制技术，以及无源互调的测量方法。针对风云二号卫星转发通道提出了一种无源互调测试方法，测-试结果表明可发现PIM。关键词：无源互调；控制方法；测量方法中图分类号：V416文献标志码：APassiveInter-ModulationMitiga

2、tionTechniqueandMeasurementMethodforSatelliteDINGYa—ling，XUYun—dong，ZHANGYu—shan(ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai200240，China)Abstract：Thecauseandmitigationofpassiveinter-modulation(PIM)insatellitewereintroducedinthispaper．ThePIMmitigationtechniquesoftheantenna，coax

3、ialcableandradiofrequencyjunctionwerediscussed．APIMmeasurementmethodforthetranspondertunnelofFY-2satellitewasputforward．ThetestresultsshowedthatthePIMcouldbemeasured．Keywords：Passiveinter-modulation；Mitigationtechnique；Measurementmethod0引言当两个或两个以上的载波通过一饱和或接近饱和的放大器时，因通道存在非线性，会产生互调干扰

4、。若系统采用频分多址方式传输时，互调干扰可能会落入相邻通道内，降低该通道的载噪比，此类互调称为有源互调。在某些卫星通信系统中，一个天线同时用于发射和接收，利用双工器分离接收信号和发射信号，此时发射部分使用的金属——金属接头、铁磁材料制成的部件、天线等部件的弱非线性同样会引起互调干扰，此类干扰被称为PIM。无源互调幅度较小，对发射信号几乎不产生影响，但若这些微弱互调干扰信号通过收发共用双工器被耦合到接收机中，则有可能会对接收通道产生严重影响。本文对卫星收发共用通信系统的无源互调的幅度控制和测量进行了研究。收稿日期：2013—07—18；修回日期：2013—12

5、—09作者简介：丁亚玲(1976一)，女，高级工程师，主要研究方向为射频微波技术。1无源互调产生机理PIM是一种非线性干扰，是信号通过无源部件(如双工器、隔离器、同轴电缆、连接器、天线、负载等)时产生的。虽然线性是无源部件的基本特性，但研究和实验表明无源部件也有微弱的非线性(尤其是在大功率下)。产生非线性的原因有两种：接触非线性和材料非线性。接触非线性是与有非线性电流电压的金属接触产生，如松动、被氧化和被污染等；材料非线性是指所用的材料，如铁磁、碳纤维、铁、钴、镍、铝等合金材料表现出非线性的电压电流特性。在单载波系统中产生的无源互调表现为有害噪声，多载波系统

6、中产生的无源互调为各载波不同谐波的和频或差频信号以及宽带噪声。风云二号卫星有效载荷测量时，观察到宽带噪声形式的无源互调串人卫星接收通道。无源互调与有源互调不同：通过合理配置滤波器，可消除有源互调影响，而无源互调出现在输出滤波器中或后面系统的微弱干扰信号，与接收信号的频率相同，很难消除。目前，PIM产生的精确微观第32卷2015年第2期丁亚玲，等：卫星无源互调抑制及测量方法研究机理仍不清楚，研究表明PIM产物的功率电平大小取决于部件的非线性程度。无源互调产物具有门限效应，国外研究测量表明，互调产物在输入电平没有达到门限值时不出现。无源互调产物随时间发生变化，在

7、时间上不稳定，对温度也非常敏感，在各种测试条件下进行长期观测，才可获得可靠的数据。2PIM控制方法虽然PIM产生原因复杂，但在设计、生产、测量和总装四个环节中采取针对性措施，完全可能实现卫星的低PIM，具体如下。a)解决PIM干扰最有效的方法是对收发信号通道进行独立设计，并采取隔离措施减小PIM产物对接收通道的影响。若采用收发共用系统，高功率和低功率信号共用同一信号通道，则频率分配就成为决定PIM的关键。合理选择发射和接收频率，使PIM的阶数增高，PIM的功率电平会迅速降低。b)避免出现可使通过导体的电流密度增大的尖锐边缘。机械部件的连接应紧密、精确安装，避

8、免出现松动，避免在连接界面处出现金属氧化物等带有半导