[发明专利]一种同轴标准低温噪声源

说明书

技术领域

本发明涉及噪声测试技术领域。更具体地，涉及一种同轴标准低温噪声 源。

背景技术

随着科学技术的进步，毫米波频段的器件和系统应用越来越广泛。对于 一些低噪声器件和系统，噪声系数是其关键性能指标，而噪声源是测量噪声 系数不可缺少的关键仪器设备。常见的噪声源分为四种类型：(1)饱和二极 管噪声源：使用阴极温度受限制并工作在饱和区的二极管来实现的，但其只 能工作于米波和分米波段。(2)固态噪声源：将二极管反向偏置，使其处于 雪崩击穿状态，利用载流子雪崩倍增的电流起伏来产生噪声信号。其是目前 应用最为广泛的噪声源，目前商用的固态噪声源的频率范围从几kHz到 170GHz。但由于其无法输出等效低温噪声温度，只能被用作常温噪声源。(3) 气体放电管：一种离子器件，它由灯丝(阴极)和阳极组成。管内充满一定 压强的惰性气体。当放电管点燃时，管内气体电离，产生气体放电，从而产 生具有噪声性质的电磁辐射。气体放电管噪声源就是将气体放电管以一定的 方式插入传输线，传输线一端接终端负载，另一端为输出端。气体放电管噪 声源按照放电管使用的类型，又可分为热阴极气体放电管噪声源和冷阴极气 体放电管噪声源。由于其工作频率较高，无法在10MHz以下应用。(4)冷热 噪声源是将匹配负载控制在某一固定的物理温度来实现的，因其等效输出噪 声温度可以用数学模型准确的定义，所以广泛应用于一级计量机构作为噪声 计量标准使用。

目前噪声计量标准都集中在10MHz以上，10MHz以下噪声测量缺少相 应的标准噪声设备，使得测量受限，大量低频噪声校准需求得不到满足，因 此迫切需要同轴标准低温噪声源的发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同轴标准低温噪声源，以解决10MHz以下噪 声信号的溯源问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种同轴标准低温噪声源，包括：匹配负载、隔热传输线、 保温容器、铂电阻温度传感器和温度测量组件；

其中，所述隔热传输线穿过并固定在所述保温容器侧壁上，所述隔热传 输线在保温容器外的一端连接有常温接头，所述隔热传输线在保温容器内的 一端与匹配负载的一端连接，所述匹配负载的另一端内部设有匹配负载吸收 体；所述隔热传输线的两端均设有至少两个开孔；所述铂电阻温度传感器设 置在所述开孔内和匹配负载吸收体上；所述温度测量组件置于保温容器的外 面，并与所述铂电阻温度传感器相连接，温度测量组件基于铂电阻温度传感 器，实时测量噪声源的温度。

本发明匹配负载吸收体和隔热传输线设置铂电阻温度传感器，以测量温 度，修正气压变化引起的液氮沸点变化引入的误差，提高其准确度。

进一步，所述匹配负载为50欧姆的金属氧化物薄膜电阻，减少匹配负载 的电压驻波比。

进一步，所述同轴匹配负载吸收体为圆柱体，圆柱体支撑表面能够均匀 涂覆在匹配负载上，保证匹配负载性能稳定。

进一步，所述隔热传输线为外导体内径7mm，内导体外径3.04mm的同 轴传输线，所述同轴传输线的频率范围为DC-18GHz，以完成低频同轴标准 噪声信号的输出，满足相应的计量需求。

进一步，所述保温容器为双层金属容器，内层为不锈钢桶，外层为铝桶， 内外层之间填充PIR聚异三聚氰酸酯耐低温发泡材料，以达到较好的保温效 果。

进一步，所述温度测量组件由恒流源、精密电阻、测温电路、显示屏组 成，采用ITS90温标，四线制测温方式。

进一步，所述同轴标准低温噪声源还包括外壳，所述外壳固定在所述保 温容器外表面上，起到隔热、支撑作用。

本发明的有益效果如下：

本发明同轴标准低温噪声源具有使用方便、精度高、工作频率范围宽，输 出等效噪声温度低等优点。其中，所述工作频率范围可达到DC-18GHz。

与现有技术相比：第一，由于现行标准均用于10MHz以上，10MHz以下 频段缺少相应的噪声标准，本发明解决了10MHz以下噪声信号的溯源问题， 具有较高的社会价值；第二，本发明通过在关键部位插入铂电阻温度传感器测 量温度，可以修正因为保温容器内液氮气化带来压力变化而引入的误差，因而 可以提高其准确度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出同轴标准低温噪声源的示意图。

图2示出隔热传输线温度梯度分布。