基站天线无源互调干扰的研究

论文摘要

在现代通信系统,尤其移动通信网络中,基站天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,是移动通信无线接入系统的重要组成部分。它的无源互调的性能好坏对整个网络的质量至关重要。当通信系统同时传输两个或两个以上的载波信号时,就可能会产生互调产物。当载波信号在无源器件里传输产生的就是无源互调(Passive InterModulation,简称PIM)。本文探讨了无源互调干扰的产生机理及其抑制措施。微波与射频频段通信系统中PIM干扰来自两种无源非线性：接触非线性和材料非线性。前者表示任何具有非线性电流电压行为的接触引起的非线性,后者指的是具有固有非线性导电特性的材料引起的非线性。本文首先介绍了基站天线的基本构成,对无源互调的测试,特别是基站天线(Base Station Antenna,简称BSA)的无源互调测试的特性的测试进行了探讨。然后通过相应的实验平台验证了基站天线上主要无源互调干扰源有辐射单元与天线反射板的金属螺丝连接,辐射单元、馈电网络以及7/16接头输入电缆组件上的焊接。探讨了影响基站天线无源互调干扰其他因素,隔离器和天线接地方式的影响。最后,针对主要无源互调干扰源分别提出了改进,并通过实验验证了改进的实效性,分别是辐射单元与天线反射板的塑料绝缘连接替换原金属螺丝连接,辐射单元焊接工艺的改进,馈电网路焊接工艺的改进,以及隔离器与天线反射板的连接方式的改进。这些改进对基站天线的无源互调性能的提升起到了至关重要的作用,从而提高了通话质量,保持系统设计的容量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 无源互调问题的研究背景
• 1.2 无源互调研究的历史回顾及研究意义
• 1.3 本论文的安排
• 第二章 无源互调的产生机理、测试及其抑制措施
• 2.1 无源互调的产生机理
• 2.1.1 接触非线性现象引起无源互调产物
• 2.1.2 材料非线性现象引起无源互调产物
• 2.1.3 半导体机理
• 2.1.4 次电子倍增放电机理
• 2.1.5 电子隧道效应机理
• 2.1.6 接触机理
• 2.2 无源互调的测试
• 2.2.1 传统无源互调测量
• 2.2.2 基站天线无源互调测试
• 2.2.3 互调测试误差
• 2.2.4 调仪校准
• 2.3 无源互调的抑制措施
• 2.4 本章小结
• 第三章 基站天线无源互调干扰源的分析
• 3.1 基站天线的基本结构
• 3.1.1 辐射单元
• 3.1.2 反射板
• 3.1.3 馈电网络
• 3.1.4 7/16接头的输入电缆组件
• 3.1.5 隔离器
• 3.1.6 天线罩
• 3.1.7 安装支架
• 3.2 基站天线干扰源的验证
• 3.2.1 螺丝连接
• 3.2.1.1. 低频振子螺丝固定实验平台
• 3.2.1.2. （超）高频振子螺丝固定实验平台
• 3.2.2 焊接工艺
• 3.2.2.1. （超）高频振子焊接实验平台
• 3.2.2.2. 馈电网络实验平台
• 3.2.2.3. 7/16接头的输入电缆组件
• 3.2.3 隔离器的影响
• 3.2.4 天线接地方式的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 基站天线无源互调干扰源的改进
• 4.1 螺丝连接的改进
• 4.1.1 低频振子
• 4.1.2 （超）高频振子
• 4.2 焊接工艺的改进
• 4.2.1 （超）高频振子
• 4.2.1.1. 电缆内导体和内棒的焊接工艺改进
• 4.2.1.2. 振子外壳和电缆编织的焊接工艺改进
• 4.2.2 馈电网络
• 4.2.2.1. 转接条和电缆内导体焊接工艺的改进
• 4.3 隔离器安装改进
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢