K波段寬帶噪聲源研究.pdf

1、噪聲源可以用于原始信號的干擾、通訊系統(tǒng)的加壓損傷測試、參考電平比較、通信和雷達(dá)系統(tǒng)的故障隔離測試、接收機(jī)相位跟蹤和帶寬測試、校調(diào)高速A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字轉(zhuǎn)化誤差的隨機(jī)化等地方；同時，噪聲源覆蓋頻率范圍廣，用在測試系統(tǒng)中能夠提高測試效率，對其進(jìn)行研究具有重要的意義。因此，本文選擇對K波段寬帶噪聲源進(jìn)行研究。
　　本課題研究的K波段寬帶噪聲源頻率范圍為22～32GHz，采用噪聲二極管作為噪聲源的核心器件。相對于國內(nèi)傳統(tǒng)噪聲源主要集中在低

2、頻率、窄頻帶噪聲輸出，本論文將實(shí)現(xiàn)在22GHz以上較高頻率輸出噪聲信號，并且實(shí)現(xiàn)帶寬高達(dá)10GHz和相對帶寬達(dá)到37％的寬頻帶噪聲信號輸出。首先，將完成噪聲二極管等效參數(shù)提取；其次，對噪聲二極管進(jìn)行阻抗匹配，實(shí)現(xiàn)噪聲信號高平坦度、高超噪比輸出；最后，完成噪聲源超噪比測量和不確定度分析。
　　整個課題設(shè)計(jì)分為低噪聲放大電路設(shè)計(jì)、噪聲源電路設(shè)計(jì)與噪聲二極管參數(shù)提取、噪聲二極管阻抗匹配與超噪比測量三個部分。低噪聲放大電路部分由提供+3.

3、5V和-0.5V電壓的供電電路和射頻電路兩部分組成；噪聲源電路由恒定輸出15-25mA電流的恒流源、提供直流偏置的低通濾波器、噪聲二極管和輸出隔直電路組成。噪聲源電路加工和裝配好以后，首先使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量噪聲源電路的S11參數(shù)，然后在HFSS中建立相應(yīng)的噪聲源3D等效模型，并在HFSS中用RLC邊界來等效噪聲二極管，通過調(diào)整模型中RLC邊界中的值，使噪聲源仿真模型的S11參數(shù)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測得的S11參數(shù)基本一致，從而提取到噪聲

4、二極管高頻等效參數(shù)。噪聲二極管阻抗匹配需要先將噪聲源HFSS仿真模型拆分為三個部分，并將三個部分的S2P文件導(dǎo)入ADS中進(jìn)行簡單阻抗匹配，然后將匹配結(jié)果導(dǎo)入HFSS中進(jìn)行精確仿真，再將仿真結(jié)果導(dǎo)入AutoCAD中進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。加工并完成裝配，最后用頻譜分析儀測量噪聲源經(jīng)過低噪聲放大器放大后的噪聲功率譜密度，通過公式PSD(dBm/Hz)=-174dBm/Hz+ENR計(jì)算可得噪聲源的ENR，最終輸出噪聲信號的超噪比大于20dB，其平坦度在