[发明专利]一种综合接触和材料非线性的无源互调预测方法

说明书

本发明公开了一种综合接触和材料非线性的无源互调预测方法，该方法首先对器件的材料成分和所占比重进行确定，能够将器件非线性来源进行预判，然后考虑接触面的两种接触状态和器件中存在的磁性金属，将形成的4种非线性电阻整合到一个等效电路中，能够同时分析接触和材料的非线性效应对无源互调的影响，并采用4个可调比例因子进行优化，从而确定完整的综合了接触和材料非线性影响的无源互调预测模型，能够更加精确地对信号频率、功率对互调产物的影响进行定量研究，同时，也能对高阶的互调产物的功率进行精确预测。

技术领域

本发明涉及无源互调，具体涉及一种综合接触和材料非线性的无源互调预测方法。

背景技术

无源互调是一种通信系统中由无源器件自身微弱的非线性效应引起的干扰现象。对于无源器件互调水平的定量研究一直以来是本领域亟待解决的关键问题。

在工程应用中，大多采用基于实验测量的方法，得到无源互调产物功率(如：三阶互调产物、五阶互调产物等)的大小，以此来衡量无源器件的非线性水平。然而，基于实验的互调特性评估难以从根本上解决无源互调干扰。通过大量和重复的实验只能检验出某个或者某类器件的非线性水平，无法对低互调产品的设计以及互调干扰抑制提出可行的建议和方案选择。因此，需要开展基于理论研究的无源互调产物功率预测方法的研究。

根据工程经验，可以定性地得出引起无源器件非线性产生的主要来源有两个：一是由接触不稳定带来的接触非线性；二是由于使用磁性材料引入的材料非线性。在现有的理论研究中，两种非线性因素引起的互调功率被分别研究与建模，在一定程度上给出了接触特性和材料特性与互调功率之间的定量关系。但是，在实际应用中，两种非线性是同时存在于各类无源器件的，共同决定着器件的非线性特征。因此，基于单一非线性因素建模的无源互调产物功率的预测方法缺乏实际意义，并且单一非线性源的互调干扰模型在高阶互调功率预测、互调产物的功率频率依赖性等的定量研究方面具有较大误差。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种综合接触和材料非线性的无源互调预测方法，以解决现有技术中预测结果与实际应用脱离、高阶互调产物预测精度不佳、互调产物频率功率依赖性预测误差大等一系列问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种综合接触和材料非线性的无源互调预测方法，包括以下步骤：

S1、对射频无源微波器件进行能谱分析，获取射频无源微波器件探测结果；

S2、根据步骤S1得到的探测结果判断射频无源微波器件中是否包含磁性金属元素；若是，则执行步骤S3；否则执行步骤S4；

S3、对射频无源微波器件的体电阻区域进行材料非线性分析，形成非线性模型电阻，并执行步骤S5；

S4、对射频无源微波器件的内外导体接触区域进行接触非线性分析，形成非线性模型电阻；

S5、根据步骤S3和S4形成的非线性模型电阻构建综合接触材料非线性的等效电路模型；

S6、设定各个非线性模型电阻的可调比例因子，采用谐波平衡法进行仿真优化，得到优化后的综合接触材料非线性的等效电路模型；

S7、利用步骤S6优化后的综合接触材料非线性的等效电路模型进行射频无源微波器件互调预测。

进一步地，所述步骤S3具体包括以下分步骤：

S31、对射频无源微波器件的体电阻区域进行材料非线性分析；

S32、基于射频无源微波器件镀层中的磁性金属形成第一非线性模型电阻；

S33、基于射频无源微波器件基底材料中的磁性金属形成第二非线性模型电阻。

进一步地，所述步骤S4具体包括以下分步骤：