多通道射頻接收機(jī)測量噪聲系數(shù)的新方法

　　利用Y因子測量噪聲系數(shù)需要冷噪聲源和熱噪聲源以便在輸入端實(shí)現(xiàn)不同的噪聲功率輸入，通常是通過對固態(tài)噪聲源加電壓和不加電壓實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)噪聲發(fā)生器被施加直流電壓時(shí)，噪聲發(fā)生器產(chǎn)生噪聲輸出形成熱噪聲源，當(dāng)未施加電壓時(shí)，存在于噪聲發(fā)生器內(nèi)部熱擾動產(chǎn)生的剩余噪聲形成冷噪聲源。加電壓的方法只適合測量較小的噪聲系數(shù)，當(dāng)被測網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)較大時(shí)，需要獲得較高的Y因子來減小測量誤差，因此需要較高的直流電源來獲得熱噪聲源，這在實(shí)際中是難以實(shí)現(xiàn)的，即傳統(tǒng)的Y因子測量方法誤差較大，所以需要對噪聲源進(jìn)行優(yōu)化。由于接收機(jī)的第二級為前置低噪聲放大器，它的噪聲系數(shù)相對于接收機(jī)的其他級很小，可以直接用噪聲系數(shù)儀測量。在接收機(jī)中所使用的低噪聲放大器的增益為30 dB，故可以控制放大器使得它在工作即放大條件為下一級提供熱噪聲源，在不放大條件下提供冷噪聲源，這樣就可以得到較大的Y因子，減小測量大噪聲系數(shù)時(shí)的誤差。而且不需要額外的噪聲源和直流電源，簡化了設(shè)計(jì)。

　　2多路信道切換(RF SWITCH)的實(shí)現(xiàn)

　　實(shí)驗(yàn)所用到的接收機(jī)有8個(gè)通道，實(shí)際測量噪聲系數(shù)需要對每個(gè)通道單獨(dú)用頻譜儀進(jìn)行測量，即八個(gè)通道只有一個(gè)通道工作，另外7個(gè)通道處于斷路狀態(tài)，而在射頻接收機(jī)中，沒有接收信號的通道輸入需要用50 Ω的電阻蓋住。根據(jù)以上分析需要設(shè)計(jì)一個(gè)8通道選任一通道的射頻開關(guān)，且不工作的其他通道輸出端呈50 Ω阻抗。

　　這種特性可利用PIN開關(guān)設(shè)計(jì)。PIN開關(guān)是利用PIN二極管不同偏置下電特性制成的射頻半導(dǎo)體控器件。它具有優(yōu)良的開關(guān)特性：當(dāng)PIN二極管正向直流偏置時(shí)對射頻信號呈近似短路狀態(tài)；當(dāng)PIN二極管反向偏置時(shí)對射頻信號呈近似開路狀態(tài)。PIN二極管開關(guān)具有控制速度快、損耗小、功率容量大的特點(diǎn)。

　　如圖1所示，在每一路通道放置一個(gè)單刀單擲射頻開關(guān)，每個(gè)開關(guān)均有一根控制線控制其通斷。通過對8路控制線設(shè)置選擇惟一的1路導(dǎo)通即可實(shí)現(xiàn)八選任一路的切換。

　　用矢量網(wǎng)絡(luò)儀RS ZVB4測量該射頻開關(guān)的頻率范圍、插入損耗及隔離度，結(jié)果如圖2所示：

　　圖2為本文所設(shè)計(jì)的射頻開關(guān)在中心頻率為63.6 MHz，帶寬為120 MHz下的特性，圖2為開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的S21曲線。圖2的上方曲線為開關(guān)截止時(shí)的S21，下方曲線為截止時(shí)的S22(反映輸出端的反射特性)。由圖知該開關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)下的插入損耗僅為-0.259 dB；而在隔離狀態(tài)下中心頻率附近的傳輸損耗為-32.205 dB，且輸出端的反射系數(shù)為-34.568 dB。說明該開關(guān)在以接收機(jī)的工作頻率為中心頻率的寬帶范圍內(nèi)具有良好的導(dǎo)通和截止特性，且在截止?fàn)顟B(tài)下輸出端匹配良好。因?yàn)榻邮諜C(jī)只工作在中心頻率附近的窄帶范圍，故此開關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)符合要求，且性能比設(shè)計(jì)指標(biāo)更為優(yōu)越。

　　3接收機(jī)噪聲測試結(jié)構(gòu)及具體方法

　　接收機(jī)所接收到的信號的載波頻率為63.6 MHz的窄帶信號，故只需測量中心頻率63.6 MHz，帶寬范圍較小的噪聲特性。噪聲測試需要測量出每一級的噪聲系數(shù)，而接收機(jī)的每一級的噪聲系數(shù)及增益各有不同，為了測量的準(zhǔn)確性，必須用使用不同的測量方法。