[发明专利]一种基于噪声系数分析仪的噪声功率谱密度测量方法

摘要

本发明提出一种基于噪声系数分析仪的噪声功率谱密度测量方法，可解决单端口电子设备、非线性电子设备噪声性能评定难题。本发明的技术方案包括校准过程和测量过程；还需要配备噪声源，其超噪比数据经过精确定标，用噪声源作为测量的标准激励源，噪声功率谱密度测量精度可溯源到噪声源超噪比的定标精度上，测量精度高；通过校准和测量过程中噪声功率的比值运算得到被测微波电子设备的输出噪声功率谱密度，噪声系数分析仪通道增益和测量带宽等参数在比值运算中抵消了，避免了现有技术方案中测量仪器通道增益变化和带宽修正引入的测量误差。

主权项

一种基于噪声系数分析仪的噪声功率谱密度测量方法，其特征在于，包括校准过程和测量过程；还需要配备噪声源，用作噪声功率测量的标准激励源，噪声源有一个精确定标的超噪比，定义为：ENR=10lgTh-TcT0---(1)]]>式中：ENR‑噪声源的超噪比；Th‑噪声源开时的等效输出噪声温度；Tc‑噪声源关时的等效输出噪声温度；T0‑标准噪声温度290K；在校准过程中，噪声系数分析仪控制噪声源关和开，测得噪声源关和开两种状态下接收到的冷、热噪声功率，记为Pc‑cal和Ph‑cal：Pc‑cal＝GNFAkB(Te+Tc)           (2)Ph‑cal＝GNFAkB(Te+Th)           (3)式中：GNFA‑噪声系数分析仪通道增益；k‑1.38×10‑23J/K，为玻耳兹曼常数；B‑测量带宽；Te‑噪声系数分析仪的等效输入噪声温度；Tc‑噪声源关时的等效输出噪声温度；Th‑噪声源开时的等效输出噪声温度；根据式(1)、式(2)和式(3)，得到噪声系数分析仪的等效输入噪声温度Te：Te=Pc-calTh-Ph-calTcPh-cal-Pc-cal---(4)]]>测量过程包括以下步骤：步骤(21)，将噪声源取下换为被测件，将被测件输出连接至噪声系数分析仪的射频输入端口；步骤(22)，设置被测件的电源开，测得被测件和噪声系数分析仪级联的总噪声功率，记为Pmeas，Pmeas＝GNFAkB(Te+Tmeas)           (5)式中：GNFA‑噪声系数分析仪通道增益；k‑1.38×10‑23J/K，为玻耳兹曼常数；B‑测量带宽；Te‑噪声系数分析仪的等效输入噪声温度；Tmeas‑被测件的等效输出噪声温度；由式(3)、式(4)和式(5)得到被测件的等效输出噪声温度Tmeas：Tmeas=(PmeasPh-cal-1)×Pc-calTh-Ph-calTcPh-cal-Pc-cal+PmeasPh-calTh---(6)]]>被测件等效输出功率谱密度记为Pdensity，根据噪声功率和噪声温度的关系求得：Pdensity＝kTmea           (7)式中：k‑1.38×10‑23J/K，为玻耳兹曼常数。