Examinando la cifra de ruido del receptor

Su tarea

Los sistemas de comunicaciones y radar avanzados poseen métodos de modulación aún más complejos. El ancho de banda de señal utilizado también se está incrementando. Ambos son formas comunes de maximizar el flujo de datos o mejorar la resolución de detección de blancos en aplicaciones radar. La relación señal-ruido (SNR) es un desafío mayor en dichos sistemas. Por encima de todo, el aumento de las frecuencias portadoras requeridas para encontrar espectro disponible genera mayores pérdidas de propagación y reduce los niveles de la señal en la entrada del receptor en una determinada distancia de transmisión.

En los receptores, normalmente se utilizan amplificadores de bajo ruido (LNA) para compensar pérdidas e incrementar el nivel de la señal para su procesamiento. Como se trata de componentes activos, siempre añaden algo de ruido a la señal. Por lo tanto, el ruido producido por cualquier componente de la estructura del receptor debe ser lo más bajo posible. La cifra de ruido describe la cantidad de ruido que un componente añade y es una característica clave de los LNA, así como también de los mezcladores y convertidores reductores. Entender la influencia de cada componente es importante a la hora de diseñar receptores sumamente sensibles.

La solución de Rohde & Schwarz

Métodos variados y diferentes equipos de medición pueden determinar la cifra de ruido. Pero, ¿por qué no solo se utiliza lo que se tiene sobre la mesa?

La caracterización de amplificadores de bajo ruido (LNA), de convertidores o módulos de transmisión/recepción (TRM) es un trabajo clásico para un analizador de redes vectoriales que examina los parámetros-S y las cifras derivadas, como la planicidad o la compresión de ganancia. Un analizador de redes vectoriales (VNA) no sólo reduce los costos de pruebas, sino que también permite una caracterización completa al utilizar un contacto, lo cual es muy importante cuando se verifica a nivel de oblea.

El analizador de redes vectoriales de alta gama R&S®ZNA ofrece una solución de prueba de cifra de ruido incorporada con mediciones y calibración guiadas. En lugar de utilizar una fuente de ruido, el R&S®ZNA puede medir de manera directa la potencia de ruido absoluta basándose en la calibración altamente precisa del nivel de potencia. Esto mantiene la configuración limpia y minimiza el hardware requerido. Y todas las caracterizaciones pueden realizarse con una única conexión del dispositivo.

La calibración se realiza mientras que se almacenan las cifras de ruido del receptor dentro del VNA mediante la calibración de fábrica.

Debido a que las mediciones de cifra de ruido son propensas a errores y a grandes incertidumbres, las recomendaciones para óptimos resultados son muy útiles y ayudan a alcanzar los mejores resultados posibles en todo momento. Se incluyen configuraciones del instrumento internas junto con recomendaciones para configurar los puertos. Esto asegura la mayor sensibilidad posible y las mediciones precisas de la cifra de ruido.

Por ejemplo, cuando se equipa el R&S®ZNA con la opción de monitor de fuente, puede obtenerse acceso directo a la señal de referencia sin verse afectado por el atenuador variable de fuente interna. Esto le proporciona una mejor relación señal-ruido y ofrece resultados de prueba más precisos y rápidos. Pueden utilizarse «trucos» similares en el terminal del receptor: utilizar el acoplador en funcionamiento inverso ofrece una mayor sensibilidad de 10 dB, al mismo tiempo que se reduce la cifra de ruido inherente del receptor.

Por último, pero no menos importante, el R&S®ZNA puede equiparse con un preamplificador interno que permite al desarrollador configurar la ganancia entre 20 dB y 30 dB en el puerto 2 para aumentar de manera significativa la sensibilidad en la medición de cifras de ruido muy bajas.

Llamamos diálogo «Quickset» a esta configuración interactiva de cifra de ruido todo en uno. Ofrece todos los parámetros de cifra de ruido y las configuraciones del instrumento en una sola vista. Con el analizador de redes vectoriales R&S®ZNA puede obtenerse los mejores resultados de la cifra de ruido y encontrar la configuración más óptima.

Véase también: la técnica de fuente fría para mediciones de la cifra de ruido