多通道射頻接收機測量噪聲系數的新方法

　　利用Y因子測量噪聲系數需要冷噪聲源和熱噪聲源以便在輸入端實(shí)現不同的噪聲功率輸入，通常是通過(guò)對固態(tài)噪聲源加電壓和不加電壓實(shí)現，即當噪聲發(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，當未施加電壓時(shí)，存在于噪聲發(fā)生器內部熱擾動(dòng)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，當被測網(wǎng)絡(luò )的噪聲系數較大時(shí)，需要獲得較高的Y因子來(lái)減小測量誤差，因此需要較高的直流電源來(lái)獲得熱噪聲源，這在實(shí)際中是難以實(shí)現的，即傳統的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。由于接收機的第二級為前置低噪聲放大器，它的噪聲系數相對于接收機的其他級很小，可以直接用噪聲系數儀測量。在接收機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時(shí)的誤差。而且不需要額外的噪聲源和直流電源，簡(jiǎn)化了設計。

　　2多路信道切換(RF SWITCH)的實(shí)現

　　實(shí)驗所用到的接收機有8個(gè)通道，實(shí)際測量噪聲系數需要對每個(gè)通道單獨用頻譜儀進(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)，而在射頻接收機中，沒(méi)有接收信號的通道輸入需要用50 Ω的電阻蓋住。根據以上分析需要設計一個(gè)8通道選任一通道的射頻開(kāi)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(kāi)關(guān)設計。PIN開(kāi)關(guān)是利用PIN二極管不同偏置下電特性制成的射頻半導體控器件。它具有優(yōu)良的開(kāi)關(guān)特性：當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PIN二極管反向偏置時(shí)對射頻信號呈近似開(kāi)路狀態(tài)。PIN二極管開(kāi)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(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)均有一根控制線(xiàn)控制其通斷。通過(guò)對8路控制線(xiàn)設置選擇惟一的1路導通即可實(shí)現八選任一路的切換。

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

　　圖2為本文所設計的射頻開(kāi)關(guān)在中心頻率為63.6 MHz，帶寬為120 MHz下的特性，圖2為開(kāi)關(guān)導通時(shí)的S21曲線(xiàn)。圖2的上方曲線(xiàn)為開(kāi)關(guān)截止時(shí)的S21，下方曲線(xiàn)為截止時(shí)的S22(反映輸出端的反射特性)。由圖知該開(kāi)關(guān)在導通狀態(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為-34.568 dB。說(shuō)明該開(kāi)關(guān)在以接收機的工作頻率為中心頻率的寬帶范圍內具有良好的導通和截止特性，且在截止狀態(tài)下輸出端匹配良好。因為接收機只工作在中心頻率附近的窄帶范圍，故此開(kāi)關(guān)設計指標符合要求，且性能比設計指標更為優(yōu)越。

　　3接收機噪聲測試結構及具體方法

　　接收機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，而接收機的每一級的噪聲系數及增益各有不同，為了測量的準確性，必須用使用不同的測量方法。