行波管脉间噪声测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种行波管脉间噪声测试系统。该测试系统包括：用于为被测行波管供电的测试电源；对来自行波管输出端的噪声信号进行放大的至少一个信号放大器；用于为所述信号放大器供电的偏置电源；用于测量信号放大器输出信号的噪声功率谱密度值的频谱仪，其中，所述信号放大器的噪声系数值为0.2‑3dB、增益为20dB‑30dB。根据本实用新型专利技术的测试系统，通过在现有测试系统中低噪声放大器，可以准确获得被测空间行波管脉间噪声功率谱密度值，对被测行波管噪声参数实现了准确表征。

【技术实现步骤摘要】
行波管脉间噪声测试系统
本技术属于微波测试领域，特别涉及一种空间行波管脉间噪声测试系统。
技术介绍
为各种目的服务的卫星的发展，诸如商业通信卫星、个人通信卫星、气象卫星、侦察卫星、雷达卫星、导航及通信卫星等等，有力地推动了卫星相关领域的事业的发展。空间行波管是各类应用卫星中的核心部件，随着多种不同功能卫星的高速发展，对空间行波管的数量和性能提出了越来越高的需求，需要空间行波管具有高效率、宽频带以及越来越高的功率。作为卫星通讯系统核心元器件的行波管，保证所传递信息的完整性是基本要求。因此，在保证行波管功率和效率的同时，对于行波管其他特性的要求也越来越严格，噪声功率谱密度即为其中一项。同噪声系数一样，噪声功率谱密度是用来表征行波管的信噪比的参量，如果存在噪声，经过行波管放大后的信号有可能被噪声掩盖，增加系统的误码率，影响整个卫星通讯系统的信号的传递。因此，如何准确地获得的空间行波管噪声功率谱密度值对测试方法提出了新的要求。宇航用行波管中和脉间噪声相关的设计参数已接近或低于频谱仪的本底噪声，现有的测试方法已无法通过频谱仪准确获得行波管脉间噪声功率谱密度的真实值。现阶段对空间行波管脉间噪声功率谱密度的测试合格与否，仅以频谱仪是否能读出噪声功率谱密度值为判据，而不是准确获得空间行波管的脉间噪声功率谱密度值。如果仅能通过行波管在整机上使用时噪声对整机的影响来判断行波管的脉间噪声功率谱密度值是否符合要求，对行波管制造商和整机制造商来说都是不理想的。因此，需要提供一种噪声测试系统，以期利用现有频谱仪准确表征空间行波管脉间噪声。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够准确获得空间行波管脉间噪声功率谱密度值的测试系统。根据本技术的一个方面提供一种行波管脉间噪声测试系统，该测试系统包括：用于为被测行波管供电的测试电源；对来自行波管输出端的噪声信号进行放大的至少一个信号放大器；用于为所述信号放大器供电的偏置电源；用于测量信号放大器输出信号的噪声功率谱密度值的频谱仪，其中，所述信号放大器的噪声系数值为0.2-3dB、增益为20dB-30dB。优选地，所述频谱仪的最小可测噪声功率谱密度值为-150dBm/Hz至-165dBm/Hz。优选地，所述信号放大器的噪声系数值为0.5-2.5dB。优选地，所述信号放大器的增益为25dB-30dB。优选地，所述信号放大器的工作频带为所述被测行波管的工作频带。优选地，该测试系统进一步包括连接在被测行波管和信号放大器之间的第一同轴电缆和连接在信号放大器和频谱仪之间的第二同轴电缆。本技术的有益效果如下：本技术针对宇航用空间行波管脉间噪声功率谱密度接近或低于现有频谱仪的最小可测噪声功率谱密度值，依据现有测试方法不能测得空间行波管脉间噪声功率谱密度值的现状，对现有测试系统进行了改进。通过在现有测试系统中增加一个或多个低噪声放大器，精确设计低噪声放大器的参数值，对脉间噪声信号进行放大，利用频谱仪读出放大后的噪声功率谱密度值和低噪声放大器的参数，可以准确获得了被测空间行波管脉间噪声功率谱密度值，对被测行波管噪声参数实现了准确表征。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明：图1示出根据本技术的脉间噪声功率谱密度测试系统的示意图；图2示出根据本技术实例1的X波段脉间噪声测试频谱图；图3示出根据本技术实例2的Ku波段脉间噪声测试频谱图。具体实施方式为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。图1示出根据本技术的噪声功率谱密度测试系统的示意性框图。根据本技术的测试系统100包括用于为被测行波管110供电的测试电源120、用于对行波管输出信号进行放大的低噪声放大器130、为低噪声放大器供电的偏置电源140、与低噪声放大器连接的频谱仪150，以及数据处理单元160。数据处理单元用于根据频谱仪输出的噪声功率谱密度值、信号放大器的噪声系数值和增益值，根据下述公式1，获得所述行波管的脉间噪声功率谱密度值其中，NPtwt是行波管1Hz频宽内的噪声功率；NPtotal是频谱仪测得的1Hz频宽内的总噪声功率；NPspc是频谱仪频宽内的噪声功率，单位mW；G是信号放大器的增益；NF是信号放大器的噪声系数；k是玻尔兹曼常数；T是以绝对温度计的室温，A1和A2分别是第一电缆和第二电缆的损耗。所述频谱仪150，通常使用最小可测噪声功率谱密度值为-150dBm/Hz至-165dBm/Hz的频谱仪。例如，在行波管的脉间噪声功率谱密度值的设计参数为低于-164dBm/Hz的情况下，因为该设计参数非常接近甚至小于上述频谱仪最小可测噪声功率谱密度值，很有可能无法从频谱仪上直接读出待测行波管的脉间噪声功率谱密度值，或者即使有读数，也因为临近频谱仪的测量极限而出现测量数据不准确的情况。为了精准测量行波管的脉间噪声功率谱密度，准确表征被测行波管的性能，本技术在行波管输出端和频谱仪之间串联一个或多个信号放大器，用于对行波管的输出信号特别是脉间噪声信号进行放大，以使频谱仪能够准确测量经放大的脉间噪声的功率谱密度。该放大器的工作频带要覆盖被测行波管的工作频带，至少与被测行波管的工作频带一致。可以理解，信号放大器的本底噪声越低越好，简称为低噪声放大器。如果放大器的本底噪声太大，放大器在被测信号中引入新的噪声，在测试过程中将抬高被测行波管的噪声功率谱密度，导致测量结果不准确。但是，进一步降低放大器的本底噪声将显著增加放大器的制作成本，且难于实现。另一方面，如果放大器的增益太小，经放大的行波管脉间噪声有可能仍然无法被频谱仪检测到，如果放大增益太大，也可能出现超出频谱仪读数范围的情况。因此，如何确定本技术的信号放大器的参数特别是本底噪声功率谱密度值和增益是本技术要解决的问题。根据本技术的优选实施方式，对于脉间噪声功率谱密度值的设计参数低于-164dBm/Hz的行波管，在通常选用最小可测噪声功率密度值为-150dBm/Hz至-165dBm/Hz的频谱仪的情况下，用于行波管脉间噪声测量的低噪声放大器130的噪声系数为0.2-3dB，增益为20dB至30dB。具体地，若选用最小可测噪声功率密度值为-165dBm/Hz的频谱仪测量行波管脉间噪声，则噪声放大器的噪声系数值优选为0.5-2.5dB，增益为25dB-30dB。根据本技术的优选方式，放大器130可以是串联连接的多个低噪声放大器，具体数量可以根据放大器的增益确定。该测试系统中连接在被测行波管和信号放大器之间的第一电缆为同轴电缆，连接在信号放大器和频谱仪之间的第二电缆为同轴电缆。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行波管脉间噪声测试系统，其特征在于，该测试系统包括：/n用于为被测行波管供电的测试电源；/n对来自行波管输出端的噪声信号进行放大的至少一个信号放大器；/n用于为所述信号放大器供电的偏置电源；/n用于测量信号放大器输出信号的噪声功率谱密度值的频谱仪，/n其中，所述信号放大器的噪声系数值为0.2-3dB、增益为20dB-30dB。/n

【技术特征摘要】
1.一种行波管脉间噪声测试系统，其特征在于，该测试系统包括：
用于为被测行波管供电的测试电源；
对来自行波管输出端的噪声信号进行放大的至少一个信号放大器；
用于为所述信号放大器供电的偏置电源；
用于测量信号放大器输出信号的噪声功率谱密度值的频谱仪，
其中，所述信号放大器的噪声系数值为0.2-3dB、增益为20dB-30dB。


2.根据权利要求1所述的行波管脉间噪声测试系统，其特征在于，所述频谱仪的最小可测噪声功率谱密度值为-150dBm/Hz至-165dBm/Hz。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶晶，王改丽，申丽丽，杨阳，桑作钧，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军七零一工厂，
类型：新型
国别省市：北京;11