噪声系数测量的三种典型方法 测量, 工程, 能力

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关键字：噪声系数   测量   Y系数法  



1 引言
噪声系数是微波产品研制和生产过程中的一项主要测量参数，是表征接收机及其组成部件在有热噪声存在的情况下处理微弱信号能力的关键参数之一，噪声系数的计量测试更是噪声计量测试的重要内容。

在工程上定义噪声因子(F)为若线性两端口网络具有确定的输入端和输出端，且输入端源阻抗处于290。K(室温)时，网络输入端信号噪声功率比与网络输出端信号噪声功率比的比值。





其中， Si为输入信号功率，Ni为输入噪声功率，So 为输出信号功率，No为输出噪声功率，G为两端口网络增益，Na为两端口网络本身的噪声功率。

它明确地表明了由于网络产生噪声，使网络输入端信噪比经过该网络传输后信噪比恶化的倍数，也就是传输网络对其输出端总噪声功率贡献的大小。噪声系数(NF)为噪声因子的对数表达形式，定义如下：




可重复的、高精度的噪声系数测量方法是非常重要的，本文讨论其中三种典型方法：噪声测试仪法、增益法和Y系数法，并通过实验验证Y系数法的准确度。5 实验验证

将式(10)给出的Y系数代人式(9)，就复现了噪声系数标准值Fs，结果如表1所示。

我们选用AV3984型微波噪声系数分析仪进行实验，其工作频率为10 MHz～26．5 GHz，实验框图如图4所示。



图4 实验框图



依据图4所示连接实验仪器，AV3984的噪声系数性能指标为±0．25 dB，测试数据如表2所示。

实验中使用标准衰减器，通过记录噪声系数分析仪的Phot值，代入下列公式计算，得出噪声系数测量值：




结果表明，数据的最大偏差在0．25 dB内。Y系数法能测量很大的噪声系数范围，适用于任何频段，不受增益限制，准确度更高。

实验中使用智能噪声源，超噪比表可以自动从噪声源内上载到噪声系数分析仪内，也可以在需要的时候通过命令上载。对于需要手动输入超噪比表的噪声源，在测量之前一定要确认所使用的超噪比表与噪声源是匹配的。

噪声系数FS - Y系数值关系表






6 结束语

本文讨论了测量接收机噪声系数的三种方法，每种方法都有其优缺点，适用于特定的应用。噪声系数测试仪法最直接简单，在低噪声测量中准确度更高；增益法可用于所有频段，尤其适合测量较高的噪声系数，但受频谱仪的基底噪声限制；Y系数法适用于所有的系统噪声系数测试，准确度较高，通过实验验证可看出数据的偏差较小，且不受增益限制。