《电子技术应用》
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PIM测试用碳化硅吸波尖锥设计与吸波箱研制方案
电子技术应用
高仕达1,姜华1,李璠1,陈军1,刘烨2,李珊珍2
1.北京空间飞行器总体设计部 北京市电磁兼容与天线测试工程技术研究中心;2.深圳市禹龙通电子股份有限公司
摘要: 为进一步提升无源互调(Passive Intermodulation, PIM)测试系统的测试能力,保障通信卫星领域关键任务顺利完成,将碳化硅吸波材料耐高低温、大功率、低PIM的特性切实转化为可用于航天装备地面验证的实验设备,提出一种适用于PIM测试的吸波尖锥构型,阐述碳化硅吸波尖锥的吸波机理,给出现有碳化硅吸波尖锥的优化原则与构型参数。在此基础上,以优化后的碳化硅吸波尖锥为基础,给出耐高低温PIM测试用吸波箱的研制方案。同时,给出了吸波箱的能力验证实验结果,证明吸波箱在PIM测试中面向-70 ℃~+150 ℃高低温环境中的温度耐受能力。
中图分类号:TN03 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.268410
中文引用格式: 高仕达,姜华,李璠,等. PIM测试用碳化硅吸波尖锥设计与吸波箱研制方案[J]. 电子技术应用,2026,52(10):95-99.
英文引用格式: Gao Shida,Jiang Hua,Li Fan,et al. Silicon carbide pyramid absorber design and absorbing chamber development for PIM testing[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(10):95-99.
Silicon carbide pyramid absorber design and absorbing chamber development for PIM testing
Gao Shida1,Jiang Hua1,Li Fan1,Chen Jun1,Liu Ye2,Li Shanzhen2
1.Beijing Engineering Research Center of EMC and Antenna Test Technology, Institute of Spacecraft System Engineering;2.Shenzhen Yulongtong Electronics Co.,Ltd.
Abstract: To further enhance the testing capabilities of the passive intermodulation (PIM) testing system and ensure the successful completion of key tasks in the field of communication satellites, this study aims to effectively utilize the characteristics of silicon carbide (SiC) absorbing materials, such as their high- and low-temperature resistance, high-power endurance, and low PIM performance, and convert these properties into experimental equipment suitable for ground verification of aerospace equipment. This paper proposes a novel pyramid absorber configuration specifically designed for PIM testing. It elaborates on the absorption mechanism of silicon carbide pyramid absorbers and provides optimization principles and configuration parameters for existing silicon carbide pyramid absorbers. Based on this foundation, the study presents a manufacturing scheme for a high- and low-temperature PIM test absorbing chamber using the optimized silicon carbide pyramid absorbers. Additionally, the paper provides the experimental results for the validation of the absorbing chamber's capabilities, demonstrating its temperature endurance in PIM testing across a range of -70 ℃ to +150 ℃.
Key words : passive intermodulation;silicon carbide pyramid absorber;high-and low-temperature resistance;absorbing chamber

引言

无源互调(Passive Intermodulation,PIM)是指当两个及以上的大功率射频信号同时作用于无源器件时,因器件非线性特性产生的无用互调信号[1-2]。

PIM信号多产生于射频连接器、转接器、电缆与电缆组件、天线与馈电系统、滤波器以及双工器等器件的接口处,航天器在集装上述无源器件的同时多采用多载波收发共用系统(如S频段测控天线、载荷天线等),星载射频器件的PIM特性直接影响通信系统收发性能的优劣[3]。在航天器服役环境下,高低温形变引起的结构变化会成为重要的PIM 源。因此,新一代的航天任务也同步对PIM指标的测试系统能力提出了更高的要求。

中国空间技术研究院西安分院的李砚平团队重点研究交变温度对PIM性能测试的影响[4-5],将高低温测试环境与低PIM测试吸波装置集成为独立的测试系统,分别设计嵌套式吸波箱与透波暗室测试温度交变情况下的PIM性能。其中,嵌套式吸波箱是在高低温循环箱内部嵌套一个PIM测试箱,透波暗室则是将高低温箱体使用透波材料研制再置于吸波暗室中,从不同途径满足测试需求,是国内PIM测试系统研制的重大突破。

北京卫星环境工程研究所的杜春林团队更加专注于PIM测试箱体的设计,着眼于海绵吸波材料在多次使用后易老化损坏的问题,选用碳化硅吸波材料作为代替,研制出功率耐受能力更强、洁净度更高的碳化硅PIM测试用吸波箱[6-8]。同时借助空间环境模拟器KM3完成高低温测试。

本文充分利用碳化硅吸波材料微波耐受功率高、TM1(可凝挥发物)及CVCM(真空质损)指标优异、高低温环境适应性强、非金属材质适用于PIM测试等优点,优化PIM吸波尖锥构型,研制耐高低温、适用于PIM测试的新型碳化硅吸波尖锥,并以碳化硅吸波材料为基础设计PIM测试用耐高低温吸波箱。本文介绍了新型碳化硅吸波材料的构型设计方案,并以此为基础给出耐高低温低PIM吸波箱的研制方案及验证结果。


本文详细内容请下载:

http://www.chinaaet.com/resource/share/2000007298


作者信息:

高仕达1,姜华1,李璠1,陈军1,刘烨2,李珊珍2

(1.北京空间飞行器总体设计部 北京市电磁兼容与天线测试工程技术研究中心,北京 100094;

2.深圳市禹龙通电子股份有限公司,广东 深圳 518067)



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