波导法兰盘的PIM分析及时域对消法效果验证

接下来，以如图3－20 所示的波导法兰盘为例进行PIM 分析。

图3-20　波导法兰盘

波导法兰盘的连接结参数如下：

法兰盘的建模参数：波导端口1 的位置为（0，0，－0.15）～（0.054 61，0.109 22，－0.15）；端口2 的位置为（0，0，0.15）～（0.054 61，0.109 22，0.15）。

激励信号：双路载波，载波频率分别为2.16 GHz 和2.21 GHz，总功率为180 W。

网格剖分：整体网格尺寸为2.7 mm。

非均匀网格剖分：方向范围为－7 ～7 mm；剖分尺寸为1.73 mm。(www.xing528.com)

图3－21 所示为无接触缝隙的矩形波导电磁仿真结果。由图可知，由于去除了法兰连接，不存在微接触，因此输出信号不会出现PIM 分量。图中，两个主峰的频率值分别为2.16 GHz 和2.21 GHz，是双路载波的载频；输出功率Pout均为49.5 dBm，数值仿真与理论分析一致，证明了电磁仿真的准确性。

图3-21　无接触缝隙的矩形波导电磁仿真结果

图3－22 所示为存在接触缝隙时的矩形波导电磁响应仿真结果。理论上，由于存在法兰连接，因此波导内将出现由非理想接触而导致的PIM 效应，表现为频谱出现PIM 分量。但由图可见，未经任何处理的PIM 仿真未出现任何PIM分量，其与图3－21 表示的无接触缝隙时的情况几乎完全一样。显然，该现象与之前的理论分析是一致的。由于数值计算存在误差，PIM 电平又非常低，因此若不进行降噪处理就无法对PIM 效应进行准确预估。

图3-22　存在接触缝隙时的矩形波导电磁仿真结果

图3－23 所示为利用本课题组提出的时域对消法计算得到的PIM 产物结果。相比于未使用时域对消法的计算结果（图3－21、图3－22），利用时域对消法后，波导法兰盘在180 W 输入功率的激励下，谱域内能够明显看到其各阶PIM 分量，非线性效应明显，3 阶PIM 为－118.5 dBm，实验结果为－122 dBm，仿真结果与实验结果吻合良好，证明了时域对消法的有效性，也进一步验证了本课题组开发的电－热－应力约束条件下复杂结构微波部件PIM效应预测方法的准确性和有效性。

图3-23　波导法兰盘的PIM 计算结果