常温输出端口微波变温噪声源制造技术

本发明专利技术提出一种常温输出端口微波变温噪声源，旨在提供一种输出端口物理温度处于常温、等效输出噪声温度在50K～200K范围可变的微波噪声源，可以用于具有常温输入端口的微波超低噪声放大器的超低噪声系数的测量。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：噪声源的微波负载（5）和微波隔热传输线（6）、以及微波同轴输出端口（8）上安装有分布监测微波通路物理温度的温度传感器（7），制冷机（1）主轴上固联的冷头与线阵排列在微波隔热传输线（6）上的温度传感器一起密封在低温杜瓦（4）内，低温杜瓦（4）中的冷头（2）通过温度监测控制线相连监测控制电路（3），微波隔热传输线（6）径向通过真空腔壁外常温微波同轴输出端口（8）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子领域中，用于测量微波超低噪声放大器噪声系数的微波变温噪声源，更具体地说，本专利技术涉及一种测量具有超低噪声性能的微波超低噪声放大器的噪声系数参数的微波噪声源。可以认为，本专利技术除用于微波超低噪声放大器噪声系数测量外，还可以用于其他类似的具有超低噪声性能的微波电路的噪声系数测量和微波辐射计等微波接收机的幅度线性度性能测试。
技术介绍
众所周知，噪声是一种自然现象，是物质的一种运动形式。在电子设备和系统中不可避免的都存在噪声，一般来说，噪声是有害的，因为噪声的干扰甚至会淹没有用信号。在雷达、通信等无线电系统中，射频前端的微波放大器的噪声系数参数反映了电子设备和系统噪声量值的大小，决定了整个系统的灵敏度等关键性能，因此，对放大器噪声系数的准确测量显得尤为重要。目前放大器噪声系数的测量主要使用噪声源和噪声测量接收机等设备。对于测量具有低于0.5dB噪声系数（折算为等效输入噪声温度为35K）性能的超低噪声放大器的噪声系数性能时，为保证较高的测量准确度，按噪声测量理论应优先选择具有与被测件等效输入噪声温度量级相接近的等效输出噪声温度的噪声源。目前，行业内通常使用固态噪声源进行测量，但其等效输出噪声温度在1000K～10000K量级，显然不适宜该类超低噪声系数的准确测量。为解决该超低噪声系数的测量问题，国内外个别研究机构还研究有用液氮致冷的低温噪声源和常温噪声源组建的噪声源系统，其等效输出噪声温度分别为80K左右和290K左右。其中，2005年第6期《电讯技术》，公开了一种低噪声自动测试及噪声源自动校准系统，该系统采用冷/热源测量被测件的等效输入噪声温度（即噪声系数），但是，该系统所用噪声源由于只能工作在两个固定温度状态，无法采用多温度点测量并进行数据统计和拟合的方式提高系统的测量准确度，从而造成研究难度大且不易实现工程化推广应用。该类装置往往局限于某些高端的计量研究机构进行研究。由于变温噪声源可在一定温度范围内输出多个等效输出噪声温度值，因此该类噪声源可以进行多种输出噪声温度状态下的测量，得到多个测量结果值，从而可以采用最小二乘法或其它数学统计和拟合的方法推导出最终的噪声系数测量结果，因此使用变温噪声源测量方法在保证较高测量准确度的前提下，对噪声源本身的准确度要求相对容易实现，也更便于推广应用。在某些研究机构研制有具有数十K到数百K的可变等效输出噪声温度的变温噪声源装置。其中2009年，《全国微波毫米波会议论文集》（下册），公开了一种工作在10GHz～90GHz频段内的宽口径变温噪声源的结构组成。该设备由宽口径辐射体、温度控制系统、测温系统及液氮容器组成,其主要用途是对工作在10GHz～90GHz频段内微波辐射计的线性度、灵敏度和稳定性进行校准。由于采用了液氮致冷结合电加热的带关联参数的双PID输出控制方式,该装置可以在10GHz～90GHz范围内提供85K～340K的可变亮温输出。但是该噪声源的温度采用液氮致冷和电加热的控制方式，造成装置变温方式复杂，宽口径辐射体体积较大变温速度较慢，且该噪声源无同轴接口输出，需连接天线进行无线辐射输出，无法直接对具有同轴端口有线输入的低噪声放大器进行测试。另外，2006年，《仪器仪表学报》第3期，公开了一种低温低噪声放大器测试系统，该系统采用负载温度可变法,用于测量低温低噪声放大器的噪声，但是其微波噪声输出端口和被测放大器均放入低温杜瓦中，即噪声源和被测件均处于低温环境中，不能应用于具有常温输入端口的低噪声放大器的噪声系数测试，而且该系统只对噪声源中的微波负载进行测温，不对微波传输线的物理温度进行实时监测，造成其工作时无法实时对其等效输出噪声温度值进行准确定标，从而会影响其测量准确度。目前，国内外发表的文献，基本上是使用固态噪声源测量噪声系数的方法，偶有文献涉及了采用低温噪声源和室温噪声源测量，以及使用具有低温输出端口的变温噪声源测量的报道。但相关文献和资料还没有具有常温输出端口微波变温噪声源，尤其是在噪声源的微波负载和微波隔热传输线以及微波同轴输出端口上安装有一系列的温度传感器，可在进行测量工作时实时监测微波负载和微波隔热传输线以及微波同轴端口的物理温度分布，并进一步准确定标微波同轴端口的等效输出噪声温度值的记载。
技术实现思路
本专利技术的任务是针对上述现有技术存在的不足之处，提出一种测量准确度高，易推广应用，能够实时对其等效输出噪声温度值进行准确定标，适用于具有常温同轴输入端口的微波超低噪声放大器噪声系数测量的微波变温噪声源。以解决目前众多的微波超低噪声放大器以及类似产品或系统的噪声系数参数难以准确测量的问题。本专利技术的上述目的可以通过以下措施来达到：一种常温输出端口微波变温噪声源，包括上端部置于低温杜瓦4真空环境中的制冷机1、连接在制冷机1主轴上的冷头2和位于冷头2上方辐射产生热噪声源的微波负载5，其特征在于，在微波负载5径向固联的微波隔热传输线6上，安装有分布监测微波通路物理温度的温度传感器7，微波隔热传输线连接处于低温范围内进行变温的微波负载至处于常温下的微波同轴输出端口，温度传感器7线阵排列通过温度监测控制线相连监测控制电路3，温度监测控制电路3根据定标计算程序设置指令，实时监测微波通路各环节的物理温度，按照微波隔热传输线6上温度传感器7反馈的温度监测数值，对制冷机的温度进行控制，将噪声源中随控制温度变化而变化的微波负载的噪声温度，等效输出至常温下的微波同轴输出端口8。本专利技术相比于现有技术具有如下技术效果：本专利技术通过真空泵，将微波负载、一系列温度传感器和微波隔热传输线置于斯特林制冷机和低温杜瓦构建的低温环境中，在进行测量工作时，经温度监测控制电路和微波同轴输出端口，使其物理温度处于常温，并通过微波隔热传输线连接处于低温范围内进行变温的微波负载，通过微波负载、微波隔热传输线和微波同轴输出端口上均安装有一系列温度传感器进行实时的物理温度分布监测，以进一步准确定标微波同轴端口的等效输出噪声温度值，解决目前众多的微波超低噪声放大器以及类似产品或系统的噪声系数参数难以准确测量的问题。本专利技术在噪声源的微波负载5和微波隔热传输线6、以及微波同轴输出端口8上安装有一系列的温度传感器7，可在进行测量工作时实时监测微波负载和微波隔热传输线以及微波同轴端口的物理温度分布，并进一步准确定标微波同轴端口的等效输出噪声温度值。本专利技术采用微波隔热传输线连接处于低温范围内进行变温的微波负载至处于常温下的微波同轴输出端口，使噪声源的等效输出噪声温度在50K～200K范围内可变，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温输出端口微波变温噪声源，包括上端部置于低温杜瓦（4）真空环境中的制冷机（1）、连接在制冷机（1）主轴上的冷头（2）和位于冷头（2）上方辐射产生热噪声源的微波负载（5），其特征在于，在微波负载（5）径向固联的微波隔热传输线（6）上，安装有分布监测微波通路物理温度的温度传感器（7），微波隔热传输线（6）连接处于低温范围内进行变温的微波负载（5）至处于常温下的微波同轴输出端口（8），温度传感器（7）线阵排列通过温度监测控制线相连监测控制电路（3），温度监测控制电路（3）根据定标计算程序设置指令，实时监测微波通路各环节的物理温度，按照微波隔热传输线（6）上温度传感器（7）反馈的温度监测数值，对制冷机的温度进行控制，将噪声源中随控制温度变化而变化的微波负载的噪声温度，等效输出至常温下的微波同轴输出端口（8）。

【技术特征摘要】
1.一种常温输出端口微波变温噪声源，包括上端部置于低温杜瓦（4）真空环境中的制冷机
（1）、连接在制冷机（1）主轴上的冷头（2）和位于冷头（2）上方辐射产生热噪声源的微
波负载（5），其特征在于，在微波负载（5）径向固联的微波隔热传输线（6）上，安装有分
布监测微波通路物理温度的温度传感器（7），微波隔热传输线（6）连接处于低温范围内进
行变温的微波负载（5）至处于常温下的微波同轴输出端口（8），温度传感器（7）线阵排列
通过温度监测控制线相连监测控制电路（3），温度监测控制电路（3）根据定标计算程序设
置指令，实时监测微波通路各环节的物理温度，按照微波隔热传输线（6）上温度传感器（7）
反馈的温度监测数值，对制冷机的温度进行控制，将噪声源中随控制温度变化而变化的微波
负载的噪声温度，等效输出至常温下的微波同轴输出端口（8）。
2.如权利要求1所述的常温输出端口微波变温噪声源，其特征在于：噪声源的微波负载（5）
和微波隔热传输线（6）上安装的温度传感器（7）在测量过程中实时分布监测微波通路的物
理温度。
3.如权利要求1所述的常温输出端口微波变温噪声源，其特征在于：噪声源的常温微波同
轴输出端口（8）处于常温环境，且其为同轴接口方式。
4.如权利要求（1）所述的常温输出端口微波变温噪声源，其特征在于：噪声源工作操作均
在温度监测控制电路（3）上进行。
5.如权利要求1所述的常温输出端口微波变温噪声源，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯冬，黄坤超，毛怡，黄安君，李玥，明治中，叶晓书，杜晓明，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：