无源互调(PIM,Passive intermodulation)是一种通信系统中存在的干扰现象。随着无线通信技术的发展,大功率发射机、收发复用天线、密集频谱资源的普及应用以及高灵敏度接收机的需求,都使得通信系统中无源器件产生的互调干扰问题日益突出,成为限制系统容量一个极其重要的因素。在众多无源器件中,射频连接器的用量最大、种类繁多,是连接不同模块以及传递信号的重要基础元件。当连接器工作于大气环境中时,恶劣环境将会导致接触表面退化和材料性能改变,进而对互调性能产生消极影响。因此,连接器的无源互调性能将直接影响到整机系统的信号完整性,是决定系统可靠性的关键器件。本文对射频连接器无源互调机理与信号特征进行研究与建模,主要包括:接触非线性引起的无源互调机理研究、材料非线性引起的无源互调机理研究、恶劣环境引起射频连接器退化对互调性能的影响,以及系统中无源互调应用研究四个部分。四个研究内容相互联系,从器件建模到系统分析,从微观表面到宏观电路,从理论推导与仿真分析,到实验验证,全面阐述了射频连接器的无源互调特征以及其干扰信号的影响。该研究成果为低互调设计以及低互调需求的连接器选型具有理论指导意义,同时,该研究成果也可推广到其他无源器件和系统的无源互调理论研究中。本文主要创新成果如下:1.基于接触表面的物理建模与非线性数学特征分析,建立了接触引起的无源互调产生机理模型。发展了连接器接触表面的等效电路模型,将表面微观物理参量,如接触压力、表面粗糙度、接触面积等与宏观电路参数(电阻、电容)建立了联系。根据连接处的不同传导机理,分析了不同非线性传递函数对连接器无源互调功率预测模型的影响。建立了基于接触点功率截顶失真模型的非线性传导机理,从物理机理上阐述了接触表面微观变化对宏观互调产物功率性能的影响规律。并设计验证实验,对比实测和理论预测结果,验证了所建模型的有效性。2.基于连接器镀层和基底金属中磁性材料的非线性效应,建立了材料非线性引起的无源互调产生机理模型。建立了有限元分析模型,研究在不同频率下,连接器内导体横截面上,不同金属区域内的磁化现象,并得到了电流密度分布。根据磁性金属的磁滞效应,建立磁性区域电流引起的非线性电阻模型,进而推导出互调产物功率的理论预测模型。设计了不同镀层和基底材料的连接器样本进行互调实验,验证了所建模型的有效性。3.基于强氧化环境、振动环境、温变环境,建立了不同恶劣环境下,连接器退化引起的无源互调特性变化的预测模型。在不同环境应力下,对连接器的失效机理进行分析,提取了环境应力引起的退化特征。建立了退化特征,如:接触表面腐蚀率、接触产生的形变量、材料物理特性(磁导率、电导率、硬度等)与互调产物功率之间关系的理论预测模型。设计并开展针对不同环境应力的加速试验,得到对应环境应力作用下的退化连接器样本,开展互调测试实验,验证了所建模型的有效性。4.基于多互调点的叠加效应,建立了多互调源串联系统的无源互调模型。根据不同型号射频连接器的互调产物故障特征,提出了一种利用BP(Error Back Propagation)神经网络对无源互调异常点进行定位的分析方法。考虑有源信号补偿和无源非线性网络插入的方法,从理论分析角度,提出四种系统互调干扰抑制方案。经过仿真和实验测试,对比分析不同抑制方案的优势,并验证了所提方案的有效性。