【技术实现步骤摘要】
一体化噪声参数测量装置及测量方法
本专利技术属于电子测试
,具体涉及一种一体化噪声参数测量装置及测量方法。
技术介绍
任何电路系统都会产生噪声,从而限制电路和系统接收和处理微弱信号的能力。噪声系数是量化接收机处理微弱信号能力最为重要的参数之一,微波毫米波通信、雷达、导航、精密制导等电子设备和装备的技术进步都和日益改良的接收机技术密切相关,其中很重要的一个方面就是尽可能减少接收机自身产生的噪声,降低噪声系数。而要实现这一目标就必须清楚影响噪声系数大小的各相关因素,这些因素可以用等式(1)所示的模型来描述:等式(1)描述了电路网络源端口实际呈现的反射系数为ΓS时,网络噪声系数F的大小。在等式(1)中,Fmin称为最小噪声系数,是一个标量,表示通过采用最优匹配设计后电路网络所能达到的最小噪声系数。Γopt称为最优源反射系数,表示网络呈现最小噪声系数时源端口对应的反射系数的大小,Γopt=Γoptr+Γopti,是一个矢量,包含实部和虚部信息。Rn称为噪声电阻,表示当源端口反射系数Γs偏离最优源反射系数Γopt时,网络噪声系数恶化的速度。ZO为系统特性阻抗,为确定已知值。Fmin、Rn、Γopt称为网络的噪声参数,为了对网络噪声系数的优化设计提供指导,提取网络的噪声参数模型信息是非常必要。提取网络的噪声参数时需要同时测量网络输出的噪声功率大小和网络的S参数。S参数可以通过采用矢量网络分析仪测量得到,因为通常网络输出的噪声功率非常小,一般利用噪声系数分析仪的高灵敏度接收机测量噪声功率的大小。因为噪声参数实际包含4个参量,因此测量噪声参数时需要在电路网络的源端口 ...
【技术保护点】
1.一种一体化噪声参数测量装置,其特征在于:包括S参数测量模块、电子阻抗调配器Zx、噪声测量模块和本振源;S参数测量模块,包括信号源、参考耦合器CR1、参考耦合器CR2、参考测量接收机R1、参考测量接收机R2、端口耦合器CP1、端口耦合器CP2、测量接收机A和测量接收机B;噪声测量模块,包括开关电路SW和噪声功率测量电路NR;端口耦合器CP1连接端口1,端口耦合器CP2连接端口2;其中,信号源,被配置为用于在S参数测量和校准过程中,提供测量激励信号,在噪声功率测量过程中,关闭源信号输出,输出端口与其内部的负载电阻连接;参考耦合器CR1和参考耦合器CR2,被配置为用于在S参数测量和校准过程中,提取端口1和端口2的测量参考信号;参考测量接收机R1和参考测量接收机R2,被配置为用于检测参考耦合器CR1和参考耦合器CR2所提取的测量参考信号的幅值和相位信息;电子阻抗调配器Zx,被配置为用于通过控制其内部开关切换,在S参数测量和校准过程中,呈直通状态,保证信号源的激励信号可以输出到端口1;在噪声功率测量源阻抗调谐过程中,在CP1连接的端口1,呈现开路、短路、匹配负载和多个失配负载的不同反射阻抗状 ...
【技术特征摘要】
1.一种一体化噪声参数测量装置,其特征在于:包括S参数测量模块、电子阻抗调配器Zx、噪声测量模块和本振源;S参数测量模块,包括信号源、参考耦合器CR1、参考耦合器CR2、参考测量接收机R1、参考测量接收机R2、端口耦合器CP1、端口耦合器CP2、测量接收机A和测量接收机B;噪声测量模块,包括开关电路SW和噪声功率测量电路NR;端口耦合器CP1连接端口1,端口耦合器CP2连接端口2;其中,信号源,被配置为用于在S参数测量和校准过程中,提供测量激励信号,在噪声功率测量过程中,关闭源信号输出,输出端口与其内部的负载电阻连接;参考耦合器CR1和参考耦合器CR2,被配置为用于在S参数测量和校准过程中,提取端口1和端口2的测量参考信号;参考测量接收机R1和参考测量接收机R2,被配置为用于检测参考耦合器CR1和参考耦合器CR2所提取的测量参考信号的幅值和相位信息;电子阻抗调配器Zx,被配置为用于通过控制其内部开关切换,在S参数测量和校准过程中,呈直通状态,保证信号源的激励信号可以输出到端口1;在噪声功率测量源阻抗调谐过程中,在CP1连接的端口1,呈现开路、短路、匹配负载和多个失配负载的不同反射阻抗状态,为被测件的噪声参数测量提供不少于4种的不同源阻抗状态;端口耦合器CP1和端口耦合器CP2,被配置为用于在S参数测量和校准过程中,提取被测件在信号源输出的源信号激励下的响应信号;测量接收机A和测量接收机B,被配置为用于在S参数测量和校准过程中,检测端口耦合器CP1和端口耦合器CP2所提取的被测件响应信号的幅值和相位信息;开关电路SW,被配置为用于在S参数测量和校准过程和噪声功率测量过程中,切换电路状态,其中,在进行S参数测量和校准过程中,开关电路SW与参考耦合器CR2的直通端口连接,保证信号源输出的源信号,经过参考耦合器CR2和开关电路SW在端口2输出;在噪声功率测量过程中,开关电路SW与噪声功率测量电路NR连接;噪声功率测量电路NR,被配置为被测件源端口呈现不同源阻抗状态时,测量被测件对应输出的噪声功率大小;本振源,被配置为用于为参考测量接收机R1、参考测量接收机R2、测量接收机A、测量接收机B和噪声功率测量电路NR提供本振信号。2.一种一体化噪声参数测量方法,其特征在于:采用如权利要求1所述的一体化噪声参数测量装置,包括如下步骤:步骤1:S参数校准和预测量,具体包括如下步骤:步骤1.1:噪声测量模块中的开关电路SW与参考耦合器CR2连接,电子阻抗调配器Zx处于直通状态,分别在端口1、端口2连接机械或电子校准件,进行单端口反射校准;端口1和端口2连接,进行直通校准,求解出在S参数测量过程中存在的各种系统误差,通过S参数校准后的一体化噪声参数测量装置,可精确进行S参数测量;步骤1.2:使用经过S参数校准的一体化噪声参数测量装置分别测量噪声源在冷态和热态的反射系数Γ1和Γ2;步骤1.3:将噪声测量模块中的开关电路SW切换到与噪声功率测量电路NR连接,端口1处于单端口S参数测量状态,端口2处于噪声功率测量状态,电子阻抗调配器Zx处于直通状态,通过端口1,测量端口2在噪声功率测量状态的负载匹配大小;步骤1.4:将噪声测量模块中的开关电路SW重新切换到与参考耦合器CR2连接,端口2处于单端口S参数测量状态,电子阻抗调配器Zx切换到不少于4种不同的源阻抗状态,此时,端口1处于源阻抗调谐状态,通过端口2,测量端口1不同源阻抗状态下对应的反射系数Γ3~Γi(i≥6);同时,电子阻抗调配器Zx内部的温度监测电路,测量出电子阻抗调配器Zx的物理温度,此温度即为电子阻抗调配器Zx的等效噪声温度,记为TNS3~TNS6;步骤2:噪声功率测量状态校准,具体包括如下步骤:步骤2.1:噪声测量模块的开关电路SW切换到与噪声功率测量电路NR连接,此时,端口2处于噪声功率测量状态;步骤2.2:连接噪声源到端口2,分别测量噪声源在冷态和热态下的噪声功率Pn1和Pn2;此时,端口1处于源阻抗调谐状态,端口2处于噪声功率测量状态,将端口1和端口2连接,端口1分别调谐到已测量的不同源阻抗状态,端口2分别测量对应源阻抗状态下的...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏连成,年夫顺,梁胜利,宋青娥,段飞,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第四十一研究所,
类型:发明
国别省市:山东,37
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