-147 dBm/Hz<<-130 dBm/Hz满足a项要求; -147dBm/Hz<<-136 dBm/Hz满足b项要求。
由于噪声系数测量时要做系统校准,对系统二级噪声进行修正,因此满足上述条件就不会对噪声系数测量不确定度产生影响。
(3)在系统中加入3 mm低噪声放大器
在3 mm频段平衡混频器变频损耗>1O dB,噪声系数也在这样的量级,如果系统加入低噪声放大器,不仅减小了系统二级噪声的贡献,也使系统工作十分稳定,测量数据的重复性很好。同时减小了系统本振相位噪声对系统测量的影响。
(4)计算了测量系统动态范围 ①放大器动态范围的估算:
考虑到放大器的增益和噪声系数的起伏,取其噪声系数为5 dB,则:
放大器P-1dB压缩点的输入信号为-40 dBm,所以放大器的动态范围为23.6 dBm。 ②系统动态范围的估算 噪声源输出功率的估算:
首先求噪声源平均超噪比值(ENR):
输出噪声功率为:
这样估算出系统的动态范围为15dB左右,因此,增益大于15 dB的放大器需在放大器后接入衰减器一同测试。
3 测量结果分析 3.1 测量数据
测量我所研制的PHEMT电路裸片16个,图5给出其中之一的实测噪声系数和增益曲线,偏置条件为Vds=1.0 V,Ids=22 mA。
3.2 测量不确定度的分析
噪声系数测量不确定度不仅取决于噪声系数分析仪的准确度,而且与被测件的噪声系数和增益的大小有关,如图6所示。
同时考虑失配的因素,采用如下计算公式: 式中:
根据上述公式,以94 GHz MMIC放大器为例,计算UB。 噪声系数NF1(dB)=3.43 dB,F1=2.203, 增益G1(dB)=13.46(dB),G1=22.182,
3 mm接收机噪声系数NF2(dB)=4.85 dB,F2=3.054 9, 驻波比为1.12,ρ=0.056 6,
噪声源输出驻波比为1.13,ρ=0.061 0, F12=F1十(F2-1)/G1=3.608 9。 计算下述各量:
从噪声系数分析仪技术指标可知:δNF=0.1 dB,δG=0.15 dB。 根据失配不确定度公式:±20log(1+ρsρl)计算出各失配不确定度:
根据式(7)计算出噪声系数测量不确定度为0.28 dB。
只介绍了92~97 GHz频率范围的低噪声单片集成电路裸片噪声系数的测量,实际上本系统可以用于75~110 GHz频率范围内的噪声系数的测量。目前正在本系统上做3 mm噪声源校准技术的研究。
总结:本文主要讨论了什么是噪声系数,噪声系数的计算方法,使大家了解到研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响,并介绍了噪声系数的测量方法-Y因数法,阐述了噪声系数对参数不同的测量方法。最后根据3 mm波单片集成电路的噪声系数的测量进行了分析。

