Ku频段无源互调测试系统检测能力改进研究

摘要

目前，我国越来越多的卫星上有效载荷天线分系统采用收发共用的工作模式发射和接收通信信号，因此微波无源部件承受的功率也逐渐增大，由此产生的无源互调对现代大功率多通道卫星造成了严重危害。如果在卫星的发射前期，通过对有效载荷无源部件级和整星级进行无源互调测试，准确地发现并解决问题，就可以大大减少卫星在轨发生无源互调的现象，从而保证卫星的正常运行。
　　针对该无源互调测试问题，本文首先从无源互调产生的根源出发，给出了多种测试方法。然后，针对现有的Ku频段无源互调测试系统，提出了测试性能改进方案，并比较了系统改进前后的测试性能。结果表明通过设计的高压法兰面结构，增大波导法兰面的压强，可以有效减小测试系统连接处的接触非线性，从而减小测试系统自身的无源互调值。最后，对改进后的测试系统进行了不确定度分析。主要研究内容包括:
　　分析了Ku频段无源互调测试系统的基本组成，提出了多种测试方法。包括:反射式无源互调测试方法，辐射式无源互调测试方法，再辐射式无源互调测试方法，系统级无源互调测试方法。并且给出无源互调测试过程中系统校准的方法。
　　根据工程实际应用情况，针对现有Ku频段无源互调测试系统，提出了应用于单功率放大器检测无源互调的方法，并将原有的波导法兰连接改成采用高压法兰连接的方案，通过改进使得测试系统检测无源互调的能力得到提高。最后，对改进后的无源互调测试系统进行了试验验证和不确定度分析，实现了测试系统的性能提升。
　　本文研究为无源互调测试提供了一定的理论和实践依据，给出了一个适合于普通无源器件制造商和第三方实验室的实用化测试方案。

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摘要

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符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1．1 无源互调问题综述

1．2 无源互调基本概念

1．2．1 无源互调接触非线性

1．2．2 无源互调材料非线性

1．2．3 半导体机理

1．2．4 电子隧道效应机理

1．2．5 微放电机理

1．2．6 接触机理

1．3 无源互调测试与发展现状

1．4 本论文的章节安排

第二章 Ku频段无源互调测试方法研究

2．1 Ku无源互调产物基本理论

2．2 Ku频段无源互调测试系统性能指标

2．3 Ku频段无源互调测试方法研究

2．3．1 反射式无源互调测试

2．3．2 辐射式无源互调测试

2．3．3 再辐射式无源互调测试

2．3．4 系统级无源互调测试

第三章 Ku频段无源互调测试系统方案设计与改进

3．1 Ku频段无源互调测试系统方案设计

3．2 Ku无源互调测试系统的改进方案设计

3．2．1 Ku频段波导法兰表面接触模型分析

3．2．2 基于非线性导电机理的PIM计算

3．2．3 Ku频段波导法兰表面接触压力与PIM关系

3．2．4 减小系统无源互调措施

3．3 Ku频段无源互调测试系统试验验证

3．3．1 Ku频段无源互调测试系统验证方案

3．3．2 Ku频段无源互调测试系统测试结果

3．4 Ku频段无源互调测试系统改进前后性能对比

第四章 Ku频段无源互测试系统测量的不确定分析

4．1 测量不确定度与测量误差

4．2 测试系统的不确定度来源

4．3 不确定度评定方法及流程

4．3．1 不确定度评定方法

4．3．2 测量不确定度的评估流程

4．4 测试系统的不确定度评定

4．4．1 测量重复性引入的不确定度分量

4．4．2 测试系统链路引入不确定度分量

4．4．3 测试系统不确定度分析结果

第五章 结论和展望

5．1 研究结论

5．2 研究展望

参考文献

致谢

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