CN111835439B - 一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法，属于卫星电视接收站天线技术领域。本发明首先将一体化卫星电视高频头置于微波吸波箱内，利用频谱分析仪测量一体化卫星高频头接收环境噪声的归一化噪声功率，并用温度计测量出微波吸波箱的环境温度；然后由测量的归一化噪声功率和环境温度，计算出一体化卫星电视高频头的噪声系数。该方法操作简单，易于实施，能够得到精确的测量结果，具有较强的推广和应用价值。

Description

一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法
技术领域
本发明涉及卫星电视接收站天线技术领域，特别是指一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法。
背景技术
卫星电视接收站系统一般由卫星电视接收天线、馈源、高频头(也称低噪声下变频器，用LNB表示)、电视接收机、智能卡、切换器和馈线等组成。高频头是卫星接收系统的重要设备之一，噪声系数是其最重要的技术指标，其性能好坏直接影响卫星电视接收的图像品质，因此精确测量高频头的噪声系数是非常重要的。目前卫星电视高频头噪声系数的测量采用传统Y因子法进行测量。但是目前大多数卫星电视接收天线的馈源和高频头是集成一起的，一体化加工生产，无法分开，称为一体化高频头。天线馈源是个单端口器件，那么一体化高频头也是一个单端口器件，利用传统的Y因子法测量一体化卫星电视高频头噪声系数存在以下局限性：
1、利用传统的Y因子法测量一体化卫星电视高频头噪声系数，测量结果包含卫星电视接收天线馈源损耗贡献，无法分离出高频头的噪声系数；
2、传统的Y因子法测量一体化卫星电视高频头噪声系数是一种近似的测试方法，没有考虑射频电缆损耗的影响，无法精确测量一体化高频头的噪声系数。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提出一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法，该方法简单易于实施，测量结果准确度高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法，包括以下步骤：
(1)将一体化卫星电视高频头置于微波吸波箱内，用频谱分析仪测量一体化卫星电视天线馈源接收的归一化噪声功率N0，并用温度计测量微波吸波箱的环境温度t；
(2)根据归一化噪声功率N0和环境温度t，利用下式计算一体化卫星电视高频头的噪声系数：
Figure GDA0002646476580000011
式中：
NF—一体化卫星电视高频头的噪声系数，单位：dB；
N0—频谱分析仪测量的归一化噪声功率，单位：dBm/Hz；
LRF—一体化卫星电视高频头与频谱分析仪之间的射频电缆损耗；
k―波尔兹曼常数，单位：J/K；
t—微波吸收箱的环境温度，单位：℃；
GLNB—一体化卫星电视高频头的增益。
进一步的，所述步骤(1)的具体方式为：首先建立测试系统，对系统仪器设备进行加电预热，使测试系统仪器设备工作正常；然后设置频谱分析仪的状态参数，利用频谱分析仪的噪声测量功能测量一体化卫星电视高频头接收的归一化噪声功率N0；此外，记录温度计所测得的微波吸波箱的环境温度t。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1、该方法可测量一体化卫星电视高频头的噪声系数；
2、该方法测试系统简单，测量重复性好；
3、本发明具有较好的推广和应用价值。
附图说明
图1为测量一体化卫星电视高频头噪声系数的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的说明。
参照图1，测试系统由微波吸波箱、温度计、射频测试电缆、频谱分析仪和待测一体化卫星电视高频头组成。利用频谱分析仪测量一体化卫星高频头接收环境噪声的归一化噪声功率，且用温度计测量出微波吸波箱的环境温度；然后由测量的归一化噪声功率和环境温度，计算出一体化卫星电视高频头的噪声系数。
该方法包括以下步骤：
(1)测量归一化噪声功率和微波吸波箱的环境温度：将一体化卫星电视高频头置于微波吸波箱内，用频谱分析仪测量一体化卫星电视天线馈源接收的归一化噪声功率，用N0表示，并用温度计测量微波吸波箱的环境温度，用t表示；
(2)计算一体化卫星电视高频头的噪声系数：由频谱分析仪测量的归一化噪声功率N0和用温度计测量微波吸波箱的环境温度t，利用下式计算一体化卫星电视高频头的噪声系数：
Figure GDA0002646476580000031
式中：
NF—一体化卫星电视高频头的噪声系数，dB；
N0—频谱分析仪测量的归一化噪声功率，dBm/Hz；
LRF—一体化卫星电视高频头与频谱分析仪之间射频电缆损耗；
k―波尔兹曼常数，等于1.38×10-23J/K；
t—微波吸收箱的环境温度，℃；
GLNB—一体化卫星电视高频头的增益。
其中，步骤(1)中归一化噪声功率和微波吸波箱的环境温度测量方法为：首先建立测试系统，系统仪器设备加电预热，使测试系统仪器设备工作正常，设置频谱分析仪的状态参数，利用频谱分析仪的噪声测量功能测量一体化卫星电视高频头接收的归一化噪声功率，用N0表示；记录温度计测量微波吸波箱的环境温度，用t表示。由频谱分析仪测量的归一化噪声功率和温度计测量微波吸波箱的环境温度计算一体化卫星电视高频头的噪声系数。
其中，微波吸波箱用作常温负载，使一体化卫星电视高频头接收全空域的微波吸波材料的黑体辐射。
以下为一个更具体的例子：
本实施例中待测的一体化卫星电视高频头为C波段的一体化卫星电视高频头，其输入的工作频率范围3.7GHz～4.2GHz，通过一体化高频头的LNB放大变频后，其输出频率为0.95GHz～1.45GHz。测量高频头4GHz的噪声系数，频谱分析仪中心频率设置为1.25GHz，频谱分析仪一体化卫星电视高频头与频谱分析仪之间射频电缆损耗为5dB，其真值LRF＝3.16；一体化卫星电视高频头的增益为60dB，真值GLNB＝1×106。则一体化卫星电视高频头噪声系数的测量方法步骤如下：
第1步：测量归一化噪声功率和微波吸波箱的环境温度。附图1所示，首先建立测试系统，系统仪器设备加电预热，使测试系统仪器设备工作正常，设置频谱分析仪的状态参数，利用频谱分析仪的噪声测量功能测量一体化卫星电视高频头接收的归一化噪声功率，用N0表示；记录温度计测量微波吸波箱的环境温度，用t表示。
实施例当中，当一体化卫星电视高频头置于微波吸波箱内，频谱分析仪测量的归一化噪声功率-118.42dBm/Hz；用温度计测量的微波吸波箱的环境温度为20℃。
第2步：计算一体化卫星电视高频头的噪声系数。由频谱分析仪测量的归一化噪声功率N0和用温度计测量微波吸波箱的环境温度t，利用下式计算一体化卫星电视高频头的噪声系数：
Figure GDA0002646476580000041
实施例当中，由频谱分析仪测量的归一化噪声功率-118.42dBm/Hz；由温度计测量的微波吸波箱的环境温度为20℃。用分贝表示的一体化卫星电视高频头的噪声系数为：
Figure GDA0002646476580000042
总之，本发明方法首先将一体化卫星电视高频头置于微波吸波箱(或称为常温负载箱)，利用频谱分析仪测量一体化卫星高频头接收环境噪声的归一化噪声功率，并用温度计测量出微波吸波箱的环境温度；然后由测量的归一化噪声功率和环境温度，计算出一体化卫星电视高频头的噪声系数。该方法操作简单，易于实施，能够得到精确的测量结果，具有较强的推广和应用价值。

Claims (2)

1.一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一体化卫星电视高频头置于微波吸波箱内，用频谱分析仪测量一体化卫星电视天线馈源接收的归一化噪声功率N0，并用温度计测量微波吸波箱的环境温度t；
(2)根据归一化噪声功率N0和环境温度t，利用下式计算一体化卫星电视高频头的噪声系数：
Figure FDA0002646476570000011
式中：
NF—一体化卫星电视高频头的噪声系数，单位：dB；
N0—频谱分析仪测量的归一化噪声功率，单位：dBm/Hz；
LRF—一体化卫星电视高频头与频谱分析仪之间的射频电缆损耗；
k―波尔兹曼常数，单位：J/K；
t—微波吸收箱的环境温度，单位：℃；
GLNB—一体化卫星电视高频头的增益。
2.根据权利要求1所述的一种测量一体化卫星电视高频头噪声系数的方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体方式为：首先建立测试系统，对系统仪器设备进行加电预热，使测试系统仪器设备工作正常；然后设置频谱分析仪的状态参数，利用频谱分析仪的噪声测量功能测量一体化卫星电视高频头接收的归一化噪声功率N0；此外，记录温度计所测得的微波吸波箱的环境温度t。
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