CN106253999B - 多端口功分合成网络单通道噪声系数的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种多端口功分合成网络单通道噪声系数的测试方法，旨在提供解决当多端口功分合成网络的各个通道，无法单独进行加电控制的情况下，实现对某一个通道的噪声系数的测试方法。本发明通过下述技术方案予以实现：一在多端口功分合成网络中，组建一个测试多端口TR的测试系统，采用改变通道内衰减器的衰减值，将衰减器衰减值设置为零，测试得到被测通道的噪声系数NF1和增益G1，再将衰减器衰减值设置为A，测试得到被测通道的噪声系数NF2和增益G2；然后将两次噪声系数测试结果，用公式噪声系数进行计算得到独立通道的噪声系数，从而获得被测通道的单独的噪声特性。

Description

多端口功分合成网络单通道噪声系数的测试方法
技术领域
本发明涉及一种可广泛应用于相控阵天线所用无法单独加电的T/R组件等多端口功分合成网络的单通道噪声系数的测试方法。
背景技术
随着相控阵天线向小型化，集成化发展，相控阵天线通道集成加工制造越来越普遍，甚至有些系统将通道和天线一起进行设计和集成。高度集成化的微波信道就形成了一个多端口功分合成网络，为了尽量小型化和轻型化，各个通道也不能单独加电，这样给参数测试带来了很大的困难。多端口功分合成网络的单通道噪声系数测量技术就是为了解决当多端口功分合成网络的各个通道无法单独进行加电控制的情况下，实现对某一个通道的噪声系数的测试技术。
在现有技术中，涉及多端口功分合成网络噪声特性测量方法的代表性技术有：
1.多端口功分合成网络噪声系数测试方法。该方法通常将多端口功分合成网络噪声系数记为NFM，用以表征多端口功分合成网络的整体噪声特性，而不是表征某个通道的噪声特性。比如，於洪标在《微波学报》2009第25卷第2期“相控阵雷达中多端口功分合成网络的噪声特性分析[J]”中给出了将多个功分合成网络等效为一个2端口功分合成网络的噪声系数的测量方法，该方法将多端口功分合成网络噪声系数定义为:
该方法的不足之处在于不能得到单独通道的噪声系数。
2.多端口功分合成网络测试某端口噪声系数的方法。比如，蒙国站、曹军、李广忠在《微波学报》2012年第28卷第4期中公开的一种“多端口功分合成网络噪声系数测试方法[J]”，该方法将多端口功分合成网络某端口噪声系数定义为:在其它端口的输入噪声功率为kBT0的前提下，把某个输入端口到输出端口之间的噪声系数记为NFSj·j是端口号，即:该方法虽然可以测量在其它端口接匹配负载或者特定噪声源的情况下的某端口的噪声系数，但该方法的不足之处是测试的噪声系数不是单独通道的噪声系数。
3.多端口功分合成网络测试某端口单独噪声系数的方法。比如吴鸣鸣在《现代电子技 术》2008年第277卷第14期中公开了一种“多通道射频接收机测量噪声系数的新方法[J]”，该方法将多端口功分合成网络某端口单独噪声系数定义为：
相当于单独进行测量，虽然各个通道相互没有影响，可以独立测量，但仍然不能解决所有通道工作时，测量某一个单独通道噪声系数。
第1、2两种噪声系数测试方法中提到的噪声系数在进行一些等效处理后，可以很好地解决多端口网络的噪声系数测试问题，目前有很多相关研究成果和报道。而作为多端口网络某端口单独的噪声系数由于反应了单独端口的噪声特性，是调试阶段最想了解的参数，但是多端口网络某端口单独的噪声系数在集成制造的情况下，由于有其它端口的影响，目前现有技术手段很难直接测量的，也没有任何公开的报道相关测试方法。
通过上述分析可以看出，当含有不可独立测量或是单独加电的多端口网络时，多端口网络中的单通道噪声系数(通常指单独TR组件的噪声系数)的测试由于其它通道的噪声影响，无法直接测试。
发明内容
为了能独立测试各个通道的噪声系数，本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种实现多端口功分合成网络单通道的噪声系数的测试方法，以解决当多端口功分合成网络的各个通道，无法单独进行加电控制的情况下，实现对某一个通道的噪声系数的测试。
本发明的上述目的可以通过下述技术方案予以实现。一种多端口功分合成网络中单通道噪声系数的测试方法，其特征在于包括如下步骤：在多端口功分合成网络中，采用改变被测通道内衰减器的衰减值，将衰减器衰减值设置为零，测试得到被测通道的噪声系数NF1和增益G1，再将衰减器衰减值设置为A，测试得到被测通道的噪声系数NF 2和增益G 2；然后将两次噪声系数测试结果，用公式进行计算得到独立通道的噪声系数，从而获得被测通道的单独的噪声特性。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
可以实现不能单独加电的多端口功分合成网络的单独通道的噪声系数。本发明采用改变被测通道内衰减器的衰减值，测试多端口功分合成网络单通道的噪声系数，可以实现多端口功分合成网络在其它通道工作时，通过单通道噪声特性测量，得到被测通道的单独的噪声特性，克服了现有技术由于有其它端口的影响，很难直接测量障碍。通过两次测试得到被测 通道的噪声系数，用公式计算获得到独立通道的噪声系数。根据以上方法，组建一个测试16端口TR的测试系统，完成了其中8个通道的TR的噪声系数。对比试验发现，采用本测试方法与单独进行测试，噪声系数误差只有±0.08dB。
附图说明
图1是多端口功分合成网络输出噪声示意图。
图2是多端口功分合成网络某一端口单独噪声示意图
图3是本发明测量多端口功分合成网络其中一个端口通道的噪声系数的测试原理示意图。
具体实施方式
参阅图1。根据本发明，在多端口功分合成网络中，组建一个测试多端口TR的测试系统，采用改变通道内衰减器的衰减值，将衰减器衰减值设置为零，测试得到被测通道的噪声系数NF1和增益G1，再将衰减器衰减值设置为A，测试得到被测通道的噪声系数NF 2和增益G 2；然后将两次噪声系数测试结果，用公式进行计算得到独立通道的噪声系数，从而获得被测通道的单独的噪声特性。
多端口功分合成网络是至少两个由低噪声放大器LNA、滤波器L、衰减器A和移相器P组成的串联链路通过功分网络合成组成。
在多端口功分合成网络中，包括N个上述串联链路组成的多端口功分合成网络，其中，输入噪声Nin，1、Nin，2…Nin，i…Nin，N分别通过低噪声放大器LNA1、低噪声放大器LNA2…低噪声放大器LNAi…低噪声放大器LNAN，滤波器L1、滤波器L2…滤波器Li…滤波器LN，衰减器A1、衰减器A2…衰减器Ai…衰减器AN，移相器P1、移相器P2…移相器Pi…移相器PN构成的N个链路通道形成单通道的输出噪声Nout，1、Nout，2……Nout，i……Nout，N传输到功分合成网络，通过功分合成网络将单通道输出噪声信号Nout，1、Nout，2……Nout，i……Nout，N合成为一个输出信号Nout。
参阅图2、图3。在本实施例中，测试的为多端口网络中的某一端口单独的通道噪声系数。在测试的多端口网络中,选择其中某一个链路通道为被测通道，将噪声系数分析仪连接在链路通道端口与功分合成网络合成端口之间进行测试，其他链路通道端口接上匹配负载。改变被测通道内衰减器的衰减值，将衰减器衰减值设置为零，测试得到被测通道的噪声系数NF1和增益G1，再将衰减器衰减值设置为A，测试得到被测通道的噪声系数NF 2和增益G2；然后将两次噪声系数测试结果，用公式进行计算得到独立通道的噪声系数，从而获得被测通道的单独的噪声特性。

Claims (3)

1.一种多端口功分合成网络中单通道噪声系数的测试方法，其特征在于包括如下步骤：在测试的多端口网络中, 选择其中某一个链路通道为被测通道，将噪声系数分析仪连接在链路通道端口与功分合成网络合成端口之间进行测试，其它链路通道端口接上匹配负载，然后两次测量被测通道的噪声系数和增益，具体方法为：在多端口功分合成网络中，采用改变被测通道内衰减器的衰减值，将衰减器衰减值设置为零，测试得到被测通道的噪声系数NF1和增益G1，再将衰减器衰减值设置为Ａ，测试得到被测通道的噪声系数NF２和增益G２，再将两次噪声系数测试结果，用公式 进行计算得到独立通道的噪声系数，从而获得被测通道的单独的噪声特性。
2.如权利要求1所述的多端口功分合成网络中单通道噪声系数的测试方法，其特征在于：多端口功分合成网络是至少两个由低噪声放大器LNA、滤波器L、衰减器A和移相器P组成的串联链路通过功分网络合成组成。
3.如权利要求1所述的多端口功分合成网络中单通道噪声系数的测试方法，其特征在于：在多端口功分合成网络中，包括N个串联链路组成的多端口功分合成网络，其中，输入噪声Nin，1、Nin，2…Nin，i…Nin，N分别通过低噪声放大器LNA1、低噪声放大器LNA2…低噪声放大器LNAi…低噪声放大器LNAN，滤波器L1、滤波器L2…滤波器Li…滤波器LN，衰减器A1、衰减器A2…衰减器Ai…衰减器AN，移相器P1、移相器P2…移相器Pi…移相器PN构成的N个链路通道形成单通道的输出噪声Nout，1、Nout，2……Nout，i……Nout，N传输到功分合成网络，通过功分合成网络将单通道输出噪声信号Nout，1、Nout，2……Nout，i……Nout，N合成为一个输出信号Nout。
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