[发明专利]基于缝隙波导近场耦合的无源互调测试方法

说明书

本发明公开了一种基于缝隙波导近场耦合的无源互调测试方法，本方法是在常规PIM测试方法的基础上，在测试系统中加入缝隙波导结构，实现近场耦合PIM测试功能。包括低PIM带开缝的波导，调控耦合强度的介质板，缝隙尺寸及分布的优化方法。本发明能够用来评估微波部件材料非线性和接触非线性的大小，为微波部件低PIM设计和工艺控制提供指导，为生产环节中PIM来源提供检测方法，提高产品良率。

技术领域

本发明涉及一种基于缝隙波导近场耦合的针对微波部件金属连接结的无源互调测试装置及测试方法，属于无源互调测试技术领域。

背景技术

无源互调(Passive Inter-Modulation，简称“PIM”)是指两个或更多的不同频率的载波信号通过非线性无源器件所引起的对系统的额外干扰信号。在无线通信系统中，常见非线性无源器件有双工器、天线、馈线、射频线连接头等。如果这些互调失真信号落入接收频带内，且功率超过系统中的有用信号的最小幅度，则会使接收信号的信噪比下降，使接收机的灵敏度降低甚至无法正常工作，严重影响通信系统的容量和质量。随着通信系统的发展和系统质量的提高，对器件无源互调的测量越来越受到重视。

目前PIM产物的主要测试方法是让43dBm(20W)的载波信号激励待测件，然后测量无源互调值。因为微波的特殊性，待测件多以完整的成品出现，只有当部件加工完成并装配后，才能进行检测。对于腔体器件，待测件成为一个黑盒子，潜在的PIM故障点存在于待测件内部。对于天线，需要在开阔的暗室中测试，而天线收发系统自身体积也较大。这些方法都只能评判器件PIM合格率，但不利于器件的PIM故障诊断。

影响无源器件PIM水平的因素很多，包括内部结构的细微形变，热胀冷缩，表面空气氧化等因素。为了提高器件的PIM水平，需要在研究中同时调控多种物理因素。如果不能将各个物理因素对器件的PIM影响进行单一控制，就会增加改进PIM的成本与设计周期。由于PIM的来源多种多样，整体检测很难给出PIM具体来源，并且一旦产品PIM不合格，无法进行返工，因此急需一种能够在生产工艺过程中对原材料以及半成品PIM来源检测的技术方法，使得待测件无需具备微波特性、以样片形式存在即可。

本发明基于缝隙波导近场耦合的特性，提供了一种新的PIM测试方法。把待测界面放置到缝隙波导PIM工装的外部环境中，利用近场耦合的方式测试PIM的方法，既能实现环境条件的精确控制，也能降低电磁场的辐射距离，减小待测件尺寸。使用这种测试方法，可以对微波部件的局部结构进行PIM测试，精细的制作不同的局部结构，评估具体的加工工艺对PIM的影响，有效提高PIM的测试效率。基于该方法，在S波段实现了对平板压接金属接触结构的PIM测试。

发明内容

本发明内容的目的在于，提供了一种近场耦合PIM测试的方法，其可实现测试中在线拆卸DUT，并对DUT的多物理环境实现精确控制，提高了PIM诊断效率。

本发明方法是这样实现的：

本测试方法是在常规PIM测试方法的基础上，在测试系统中加入缝隙波导结构，实现近场耦合PIM测试功能。测试时，待测件DUT放在缝隙波导上,具体步骤如下：

1)测试时，待测件DUT放在缝隙波导上，在缝隙波导外壁的缝隙处，覆盖高介电常数的介质板以减弱外泄电磁场远场的强度，缝隙波导并没有形成辐射远场，在测试频段内，缝隙波导两端口的S21近似为0dBm，通过调控介质板的厚度以及波导缝隙的长度，可以控制待测件表面电流的强弱；

2)待测件(DUT，Device Under Test)放置于介质板上，DUT的结构包括点线面类型的结构,其典型应用场景为：平板压接、圆柱插接和丝网搭接三类金属接触结构；根据研究的金属接触结连接形式，设计DUT结构，并使用网分确认缝隙波导加载DUT时其S21不会恶化；

3)激励载波与PIM信号的拾取都使用同一个波导实现，对待测样PIM的检测用一套PIM测试系统就能完成，并且能够做到随时在线更换待测样。