Os analisadores de espectro e sinal da Rohde & Schwarzequipados com a opção R&S®FSx-K30 constituem a base de uma solução para medir com precisão o valor de ruído na faixa de frequência de ondas milimétricas usando o método do fator Y.
Com os aprimoramentos recentes na tecnologia de semicondutores, a faixa de frequência de micro-ondas acima de 110 GHztorna-se cada vez mais atraente, especialmente para aplicações de radar e geração de imagens com ondas milimétricas. No entanto, geralmente a relação sinal/ruído em um receptor fica pior em intervalos de frequência mais altos. Portanto, ao desenvolver aplicações de ondas milimétricas, é crucial medir o valor de ruído de amplificadores de baixo ruído (LNA) ou todo o caminho de recebimento para aumentar a sensibilidade.
O valor de ruído da LNA e o ganho definem a relação sinal-ruído global alcançável. Ambos os parâmetros precisam ser medidos para projetar o sistema corretamente e melhorar a resolução das aplicações de imagem de radar e micro-ondas ou para aumentar a taxa de transferência de dados para aplicações de comunicação.
Um analisador de espectro e sinal da Rohde & Schwarz, tal como o R&S®FSW, equipado com a opção para medição de valor de ruído R&S®FSx-K30 é ideal para medir e analisar com precisão o valor de ruído e o ganho, mesmo na faixa de ondas milimétricas. Um mixer de harmônicos externo, como o R&S®FS‑Z170, amplia a faixa de frequência do analisador para até 170 GHz
O valor de ruído e o ganho são geralmente medidos com o método do fator Y. Esta técnica utiliza uma fonte de ruído, como o diodo de ruído (modelo ISSN-06) da ELVA com uma faixa de frequência entre 110 GHze 170 GHz, para fornecer uma relação de ruído excessivo (ENR) ao dispositivo em teste. Para aumentar a sensibilidade do analisador e alcançar resultados reprodutíveis e confiáveis, é recomendado um pré-amplificador de baixo ruído, como o RPG D-LNA 110-170 na frente do mixer (RPG é uma empresa da Rohde & Schwarz).
Um pré-amplificador (verde) melhora o fator Y em mais de 10 vezes em comparação com o fator Y alcançável sem um pré-amplificador (amarelo) a uma frequência central de 140 GHz.
O R&S®FSx-K30 controla completamente a configuração para testes. Ele liga e desliga a ENR da fonte de ruído durante a varredura de medição e exibe o valor de ruído calculado e gera resultados em vários gráficos e tabelas. A diferença entre os níveis de ruído com o diodo de ruído ligado/desligado é o fator Y. Sem um pré-amplificador, o fator Y alcançável a 140 GHzé somente de aproximadamente 0,5 dB. A aplicação do pré-amplificador aumenta o fator Y em mais de 10 vezespara cerca de 7 dB, o que tem uma influência decisiva na precisão da medição.
Excelente desempenho em frequências de ondas milimétricas
O analisador de espectro e sinal R&S®FSW oferece excelente desempenho mesmo em frequências de ondas milimétricas. Um pré-amplificador aumenta o fator Y suficiente para compensar o pequeno erro estatístico do analisador para o valor de ruído e o ganho na faixa de apenas 0,1 dB. Isso possibilita a realização de resultados de medição reprodutíveis, mesmo acima de 110 GHz.
O VSWR da configuração de teste adiciona um erro sistemático adicional aos resultados do teste que precisa ser calculado. A opção R&S®FSx-K30 já inclui uma calculadora de incerteza para o valor de ruído e as medições de ganho. Valores típicos para VSWR, incerteza ENR e ganho dos componentes usados podem ser inseridos. Isso leva a um erro sistemático calculado de cerca de 0,5 dBpara a instalação descrita. Alguns atenuadores ou filtros adicionais podem ser necessários para reduzir o erro sistemático.
Um analisador de espectro e sinal da Rohde & Schwarzequipado com a opção R&S®FSx-K30 constitui a base de uma solução para medir com precisão o valor de ruído na faixa de frequência de ondas milimétricas usando o método do fator Y. A calculadora de incerteza integrada é uma ferramenta poderosa que leva em consideração todos os parâmetros de configuração, como VSWR, incerteza ENR e atenuadores adicionais e filtros para cálculos de erros.
A substituição do dispositivo em teste por uma conexão contínua com 0 dBde ganho e 0 dBde valor de ruído verifica o pequeno erro estatístico de 0,1 dBdo R&S®FSW para o valor de ruído e ganho – após a correção do segundo estágio para subtrair a influência do analisador.
Configuração típica para medidas de valor de ruído com base no método do fator Y: o R&S®FSW equipado com o opcional R&S®FSx-K30 em uma configuração de teste com um mixer externo de harmônicos, um pré-amplificador de baixo ruído e uma fonte de ruído permite a medição precisa de valor de ruído e ganho, incluindo cálculos de erro acima de 110 GHz.
