舰船通信系统的无源互调研究

类型，前者适合对非线性材料、连接器、同轴电缆、滤波器和波导器件的研究，一般置于屏蔽室内，终端加一匹配负载，理想情况下不辐射任何能量；后者适合于对辐射结构（如天线、馈线、结构部件）的研究，通常放在消音室或开放测量场地，受本地信号环境影响较大。无辐射测量系统又分为反射互调测试与传输互调测试两类。反射互调测试的基本测试组成框图如图6所示。

图6 反射无源互调测试框图

　　测试前，应*估测试系统本身的自互调指标低于DUT中预期产生的互调电平至少lO dB，而对于发射功率高于43 dBm的情况，需低于DUT中预期产生的互调电平至少20 dB，才能保证测试的准确与有效。PIM测试系统主要由模拟信号源、大功率射频功放、低互调频谱仪、低互调合路器、低互调双工器或定向耦合器、低互调大功率匹配负载、高性能功率计、PC机及测试软件等部分组成。

　　4 降低PIMI的技术措施

　　PIMI的存在，警示在进行舰船通信系统设计时，不仅要兼顾传统的有源互调干扰、谐波及带外杂散所引起的性能下降，也应将PIMI纳人系统技术设计考虑范畴，需对以往的设计方法重新进行*估。

　　4．1 系统设计时的考虑

　　PIMI是双方面的，是干扰方与受扰方相互交融的结果，是一种能量冲突的权衡。干扰是外因，内因是无源非线性。正确处理内因与外因之间的关系，是降低PIMI影响的基础。在既有通信技术体制基础上，一是如何控制干扰源的能量、频率、方向及发生时刻；二是增强受干扰设各的抗干扰能力。基于PIM的系统设计应综合考虑PIMI值的大小与接收机前端抗干扰的能力，若接收机前端抗干扰能力强，则对PIMI的要求就会低一些，反之则需进一步控制PIMI在一个可接受的范围内。此外，要综合平衡系统内各设各、零部件的PIM指标，重点提升瓶颈设各PIM指标。对系统而言，孤立对某个环节提出PIM要求，而忽视其他环节，其效果将难以充分体现。

　　值得注意的是，往往单一设备性能指标均符合要求，但组成系统后却发现相互共存困难，整个系统难以发挥最佳效能――这是系统设计者面临的问题之一。单个设各指标不求新、求尖，而求合理，这个“合理”应是包含整个EMC在内的综合考虑。例如：无线电收／发设各的发射功率与接收灵敏度就是一对矛盾，发射功率增加可以提升通信距离，但易对共址工作的接收机造成干扰；宽带天馈系统可以减小舰面天线布置的压力，却更容易受到PIMI的干扰。在系统顶层设计时，应统一规划，逐级分解PIM指标，使各级系统、各层设各共同承担PIM带来的压力，而不应只在系统组成之后再来检测、发现已组成系统存在的干扰问题，这样的代价可能是难以接受的。

　　此外，从技术管理角度出发，合理设置各设备工作频率，保证绝大多数无源三阶互调频率不落在其他正在工作接收机的工作频率点或其毗邻范围，这是规避干扰的一种办法。

　　4．2 设备研制前的考虑

　　在做好设备指标分配的基础上，重视材料选择、接触设计、界面选择、内部连接、电缆夹紧装置和电镀等六个方面的设计，以达到预防PIM影响的目的。在射频传输通路中，应注意尽量采用低无源互调射频元器件及零部件，避免使用铁质材料；所有射频元器件设计，要留有足够功率余量；射频连接件应使用相同材质及相同处理工艺；电镀所有的表面，防止氧化；确保电镀的均匀以及足够的厚度。

　　4．3 工程设计与施工中的考虑

　　工程设计与施工中主要应注意1.1节中提到的“工艺非线性”和“接触非线性”对PIM的影响，以期达到降低PIM影响的要求。注重射频电缆／波导与连接器的装配工艺；射频连接时，避免不同材料间的直接接触；尽量焊接所有的结点，使接触连接结点的数量最少化；施工中所有的接触连接结点必须是精确的，并且在足够的压力下还能维持良好的电气连接；在机械加工、装配、运输和安装过程中注意使产品保持足够的表面光洁度，避免污染,不受损伤。

　　4.4技术更新是降低PIM影响的有效途径

　　纵观舰船通信系统现状，PIM客观存在，制约着系统性能的进一步提升。这既有基础元器件发展参差不一的原因，更存在着技术体制制约的因素。寻求技术更新是舰船通信系统设计的发展方向。

　　（1）射频综合是降低PIMI的有效途径

　　舰船射频综合是综合运用联合孔径、结构设计、平面阵天线、材料、系统集成等技术，把原本分立的多副天线与舰上层建筑共外形于一体，以最优的舰上层建筑倾角、外形、阵群布置和材料应用来实现隐身。此外，还能部分消除天线与天线、天线与上层建筑间的电磁散射耦合效应，减低PIM，特别是辐射互调造成的压力，提升曳磁空间兼容性能。

　　（2）码分多址是值得考虑的技术体制

码分多址（CDMA）可大幅提高频率