Анализаторы спектра и сигналов от компании Rohde & Schwarz,оснащенные опцией R&S®FSx-K30, составляют основу решения для точного измерения коэффициента шума в миллиметровом диапазоне частот методом Y-фактора.
Последние достижения в полупроводниковой технологии делают диапазон СВЧ выше 110 ГГцвсе более и более привлекательным, особенно для систем формирования изображений и радиолокационных систем миллиметрового диапазона. Вместе с тем, как правило, отношение сигнал-шум в приемнике при расширении диапазонов частот становится хуже. При разработке приложений миллиметрового диапазона ключевое значение имеет измерение коэффициента шума малошумящих усилителей (МШУ) или всего тракта приема с целью повышения чувствительности.
Коэффициенты шума и усиления МШУ определяют итоговое достижимое отношение сигнал-шум. Оба параметра необходимо измерять, чтобы надлежащим образом спроектировать систему и повысить разрешение радиолокационных систем и систем формирования изображений миллиметрового диапазона или увеличить скорость передачи данных для систем связи.
Анализатор сигналов и спектра от компании Rohde & Schwarzнапример, R&S®FSW, оснащенный опцией измерения коэффициента шума R&S®FSx-K30, идеально подходит для точного измерения и анализа коэффициентов усиления и шума даже в миллиметровом диапазоне. Внешний смеситель на гармониках, например, R&S®FS‑Z170, расширяет диапазон частот анализатора до 170 ГГц
Коэффициенты усиления и шума обычно измеряются методом Y‑фактора. В этой методике используется источник шума, в частности, шумовой диод (модель ISSN-06) от ELVA с диапазоном частот от 110 ГГцдо 170 ГГц, с целью обеспечения избыточного коэффициента шума (ИКШ) для испытуемого устройства. Для повышения чувствительности анализатора и получения воспроизводимых достоверных результатов рекомендуется перед смесителем использовать дополнительный малошумящий предусилитель, например, RPG D-LNA 110-170 (RPG входит в группу компаний Rohde & Schwarz).
Предусилитель (зеленый цвет) повышает Y-фактор более чем в 10 раз по сравнению с достижимым Y-фактором без предусилителя (желтый цвет) при центральной частоте 140 ГГц.
Опция R&S®FSx-K30 полностью управляет измерительной установкой. Она включает и выключает ИКШ источника шума во время развертки для измерения и отображает расчетные результаты по коэффициентам шума и усиления на различных графиках и в различных таблицах. Разница уровней шума при включенном и выключенном шумовом диоде и составляет Y-фактор. Без предусилителя достижимый Y-фактор при 140 ГГцсоставляет всего лишь около 0,5 дБПрименение предусилителя повышает Y-фактор более чем в в 10 раздо прибл. 7 дБ, что оказывает существенное влияние на точность измерения.
Превосходная производительность на частотах миллиметрового диапазона
Анализатор сигналов и спектра R&S®FSW обеспечивает превосходную производительность даже на частотах миллиметрового диапазона. Предусилитель увеличивает Y-фактор на величину, достаточную для компенсации небольшой статистической ошибки по коэффициентам шума и усиления в диапазоне шириной всего лишь 0,1 дБ. Это позволяет выполнять измерения с воспроизводимыми результатами даже на частотах выше 110 ГГц.
КСВН измерительной установки вносит дополнительную систематическую погрешность в результаты испытаний, которую необходимо вычислять. Выпускаемые компанией Rohde & Schwarz®FSx-K30 уже включает в себя калькулятор погрешности для измерения коэффициентов шума и усиления. Могут вводиться типичные значения КСВН, погрешности ИКШ и коэффициента усиления используемых компонентов. Это дает расчетную систематическую погрешность прибл. 0,5 дБдля описанной установки. Для уменьшения систематической погрешности могут понадобиться дополнительные аттенюаторы или фильтры.
Анализаторы сигналов и спектра от компании Rohde & Schwarz, оснащенные опцией R&S®FSx-K30, составляют основу решения для точного измерения коэффициента шума в миллиметровом диапазоне частот методом Y-фактора. Встроенный калькулятор погрешности является высокоэффективным инструментом, который при расчете погрешностей учитывает все параметры установки, такие как КСВН, погрешность ИКШ и дополнительные аттенюаторы и фильтры.
Замена ИУ на сквозное соединение с коэффициентом усиления 0 дБи коэффициентом шума 0 дБобеспечивает небольшую статистическую погрешность величиной 0,1 дБдля R&S®FSW по коэффициентам шума и усиления после коррекции на втором этапе с целью снижения влияния анализатора.
Типичная схема для измерения коэффициента шума на базе метода Y-фактора: анализатор R&S®FSW, оснащенный опцией R&S®FSx-K30 в схеме измерения с внешним смесителем на гармониках, малошумящим предусилителем и источником шума обеспечивает точные измерения коэффициентов усиления и шума, включая вычисление ошибок выше 110 ГГц.
