CN111983313B - 噪声参数测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于微波/毫米波测试技术领域，提供了一种噪声参数测量方法，包括：建立噪声接收机的超定方程，并根据噪声接收机的超定方程得到噪声接收机的噪声相关矩阵；建立被测件级联噪声接收机的超定方程，并根据被测件级联噪声接收机的超定方程得到被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵；根据噪声接收机的噪声相关矩阵和被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵，并根据被测件的噪声相关矩阵得到被测件的噪声参数。本发明能够实现对被测件的噪声参数的准确测量，提高噪声测量的精度。

Description

噪声参数测量方法

技术领域

本发明属于微波/毫米波测试技术领域，尤其涉及一种噪声参数测量方法。

背景技术

噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。

噪声参数包括最小噪声系数F_min、最佳源反射系数Γ_opt和等效噪声电阻R_n。线性二端口器件的噪声参数与其在特定源阻抗Γ_S下的噪声系数之间的关系如下式所示。式中Γ_S为低噪声晶体管在实际电路中的源阻抗。

现有的噪声参数测量通常是通过机械的阻抗调配器改变被测件的输入源阻抗，通过将几台分立的测量仪器组成测量系统的方法实现被测件噪声参数的自动测量。但是，这种方法测量得到的噪声参数精度不高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种噪声参数测量方法，以解决现有技术测量得到的噪声参数精度不高的问题。

本发明实施例提供了一种噪声参数测量方法，包括：

获取二端口网络的S参数S_net，并获取在校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件时，处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot、噪声接收机的反射系数Γ_nr、噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold；其中，m＝1,2,…,n，n>4；

根据S_net、Γ_ns,cold、Γ_ns,hot、Γ_nr、P_hot、Γ_hot、Γ_m和P_m,cold，建立噪声接收机的超定方程，并根据噪声接收机的超定方程得到噪声接收机的噪声相关矩阵；

获取在校准后的噪声参数测量装置中接入被测件时，噪声源处于热态时的噪声功率值P_DUT,hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_DUT,hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_DUT,m,cold；

根据S_net、Γ_ns,cold、Γ_ns,hot、Γ_nr、P_DUT,hot、Γ_DUT,hot、Γ_m和P_DUT,m,cold，建立被测件级联噪声接收机的超定方程，并根据被测件级联噪声接收机的超定方程得到被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵；

根据噪声接收机的噪声相关矩阵和被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵，并根据被测件的噪声相关矩阵得到被测件的噪声参数。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例利用冷热噪声源测量被测件的噪声参数，首先获取在校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件时，噪声源处于热态时的噪声功率值及对应的阻抗调配器的反射系数和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数对应的噪声功率值，然后根据获取的参数建立噪声接收机的超定方程，并根据噪声接收机的超定方程确定噪声接收机的噪声相关矩阵；然后采用同样的方法得到被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵；最后根据噪声接收机的噪声相关矩阵和被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵，并根据被测件的噪声相关矩阵得到被测件的噪声参数，能够实现对被测件的噪声参数的准确测量，提高噪声测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的噪声参数测量方法的实现流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的噪声参数测量装置的结构示意图；

图3是本发明又一实施例提供的噪声参数测量方法的实现流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明一实施例提供的噪声参数测量方法的实现流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，上述噪声参数测量方法可以包括如下步骤：

S101：获取二端口网络的S参数S_net，并获取在校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件时，处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot、噪声接收机的反射系数Γ_nr、噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold；其中，m＝1,2,…,n，n>4。

在本发明实施例中，可以通过噪声参数测量装置对噪声参数进行测量。

在本发明的一个实施例中，参见图2，噪声参数测量装置包括：噪声源201、矢量网络分析仪202、第一开关203、第二开关204、阻抗调配器205和探针台206；矢量网络分析仪202内部具有噪声接收机；

第一开关203，第一端通过阻抗调配器205与探针台206的第一端连接，第二端与矢量网络分析仪202的第一端连接，第三端与噪声源201连接；

第二开关204，第一端与探针台206的第二端连接，第二端与矢量网络分析仪202的第三端连接，第三端与矢量网络分析仪202的第二端连接；

探针台206的第一端所在平面为第一参考平面，探针台206的第二端所在平面为第二参考平面，噪声源201端口处所在平面为第三参考平面。

其中，第一开关203和第二开关204均为微波开关。探针台206为微波探针台206。矢量网络分析仪202可以为PNA-X矢量网络分析仪(921/922和924选件)。第一参考平面、第二参考平面和第三参考平面的具体位置参见图2。

可选地，噪声参数测量装置还可以包括低噪声放大器207、程控直流电源208、开关控制器209和计算机210；

第二开关204的第三端通过低噪声放大器207与矢量网络分析仪202的第二端连接；程控直流电源208分别与计算机210和矢量网络分析仪202连接；开关控制器209分别与计算机210、第一开关203和第二开关204连接，可以根据计算机210的指令控制第一开关203和第二开关204的导通或断开。

其中，开关控制器209可以为微波开关控制器209。计算机210可以通过控制总线与其它各个设备连接。

在本发明的一个实施例中，参见图3，上述S101可以包括以下步骤：

S301：对噪声参数测量装置进行二端口校准和噪声源端口校准，得到校准后的噪声参数测量装置和二端口网络的S参数S_net。

在本发明实施例中，可以通过现有方法对噪声参数测量装置进行二端口校准和噪声源端口校准，得到校准后的噪声参数测量装置和二端口网络的S参数S_net。

具体地，将第一开关的第一端和第一开关的第二端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第二端导通，将阻抗调配器置于初始化状态，并在第一参考平面和第二参考平面之间分别接入校准件，在矢量网络分析仪的第一端口和矢量网络分析仪的第三端口上进行二端口校准。其中，校准参考平面分别为第一参考平面和第二参考平面；接入的校准件可以包括开路校准件、短路校准件和负载校准件。

将第一开关的第一端和第一开关的第三端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第二端导通，在第一参考平面和第二参考平面之间接入直通校准件，将阻抗调配器置于初始化状态，在噪声源端口处分别连接开路校准件、短路校准件和负载校准件，在矢量网络分析仪的第三端口上进行一端口校准，校准参考平面为第三参考平面。

基于上述两个步骤(二端口校准和噪声源端口校准)，可以得到从第二参考平面到第三参考平面之间二端口网络的S参数，记为S_net。

S302：在校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件，测量得到处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot和噪声接收机的反射系数Γ_nr。

在本发明的一个实施例中，上述S302可以包括以下步骤：

将噪声源接入第三参考平面处，将第一开关的第一端和第一开关的第三端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第二端导通，在第一参考平面和第二参考平面之间接入直通校准件，并将阻抗调配器置于初始化状态，通过矢量网络分析仪的第三端口，分别测量得到处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot；

将第一开关的第一端和第一开关的第二端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第三端导通，在第一参考平面和第二参考平面之间接入直通校准件，并将阻抗调配器置于初始化状态，通过矢量网络分析仪的第一端口，测量得到噪声接收机的反射系数Γ_nr。

具体地，将噪声源连接至噪声源端口处，使噪声源与第一开关的第三端连接。将第一开关的第一端和第一开关的第三端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第二端导通，在第一参考平面和第二参考平面之间接入直通校准件，并将阻抗调配器置于初始化状态，基于上述噪声源端口校准，使用矢量网络分析仪的第三端口，分别测量噪声源“冷态”和“热态”的反射系数(从第三参考平面向左看去的反射系数，即矢量网络分析仪的S₃₃)，并分别记为Γ_ns,cold和Γ_ns,hot。

将第一开关的第一端和第一开关的第二端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第三端导通，在第一参考平面和第二参考平面之间接入直通校准件，并将阻抗调配器置于初始化状态，基于上述二端口校准，通过矢量网络分析仪的第一端口，测量从第二参考平面向右看去的反射系数(即矢量网络分析仪的S₁₁)，即噪声接收机的反射系数Γ_nr。

S303：将噪声源置于冷态，调节阻抗调配器形成n个阻抗状态，并记录每个阻抗状态对应的阻抗调配器内部探针的位置Pos_m及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_m。

在本发明的一个实施例中，上述S303可以包括以下步骤：

将第一开关的第一端和第一开关的第三端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第二端导通，将噪声源置于冷态，在第一参考平面和第二参考平面之间接入直通校准件，并调节阻抗调配器的内部探针的位置，形成n个阻抗状态，通过矢量网络分析仪的第三端口，测量得到每个阻抗状态对应的阻抗调配器的反射系数Γ_m，并记录每个阻抗状态对应的阻抗调配器内部探针的位置Pos_m及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_m。

具体地，当阻抗调配器每调节一个阻抗状态，基于上述二端口校准测量从第二参考平面向左看去的反射系数(即矢量网络分析仪的S₃₃)，并存储此时阻抗调配器内部探针的位置Pos_m和该位置时的反射系数Γ_m。其中，m＝1,2,…,n，n>4。

S304：基于接入直通校准件的校准后的噪声参数测量装置，测量得到噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold。

在本发明的一个实施例中，上述S304可以包括以下步骤：

将第一开关的第一端和第一开关的第三端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第三端导通，将噪声源置于热态，将阻抗调配器置于初始化状态，在第一参考平面和第二参考平面之间接入直通校准件，通过噪声接收机测量得到当前的噪声功率值，记为噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot，并记录当前的阻抗调配器的反射系数Γ_hot；

将噪声源置于冷态，依次调节阻抗调配器的内部探针的位置至Pos_m，使阻抗调配器呈现反射系数Γ_m，通过噪声接收机测量得到噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold。

在本发明实施例中，当阻抗调配器置于初始化状态时，其反射系数为0，即Γ_hot＝0。

S102：根据S_net、Γ_ns,cold、Γ_ns,hot、Γ_nr、P_hot、Γ_hot、Γ_m和P_m,cold，建立噪声接收机的超定方程，并根据噪声接收机的超定方程得到噪声接收机的噪声相关矩阵。

在本发明的一个实施例中，上述噪声接收机的超定方程为：AX＝B；

其中，A为噪声接收机的超定方程中的系数矩阵，A＝[coef_1,a coef_2,a coef_{3, a}coef_4,a coef_5,a]，a＝1,2,…,n+1；coef_1,a＝[1-|Γ_a|²]T_S/T₀，coef_2,a＝|Γ_a|²，coef_3,a＝1，coef_4,a＝-2Re(Γ_a)，coef_5,a＝2Im(Γ_a)，Γ_a为Γ_hot和Γ_m组成的n+1维向量中的元素，T₀为标准噪声温度，T_S为从噪声源输出的噪声温度等效到噪声接收机端口的噪声温度；

当噪声源为冷态时，T_S的计算公式为

T_ns,out为噪声源为冷态时，噪声源输出的噪声温度，/>

ENR为噪声源的超噪比；当噪声源为热态时，T_S的计算公式为/>

T′_ns,out为噪声源为热态时，噪声源输出的噪声温度，T′_ns,out＝T_c，T_c为当前环境温度；

X为噪声接收机的超定方程中的未知列向量，

B为噪声接收机的超定方程中的已知列向量，B＝[P_r,a]，P_r,a＝P_a|1-Γ_aΓ_nr|²，P_a为P_hot和P_m,cold组成的n+1维向量中的元素。

其中，Γ_a为复数，Re(Γ_a)表示Γ_a的实部，Im(Γ_a)表示Γ_a的虚部。Γ_a为Γ_hot和n个Γ_m组成的n+1维向量中的元素，在该n+1维向量中，对Γ_hot和n个Γ_m的顺序不作限制。P_a为P_hot和n个P_m,cold组成的n+1维向量中的元素，在该n+1维向量中，对P_hot和n个P_m,cold的顺序不作限制。只需要Γ_hot和P_hot对应，Γ_m和P_m,cold一一对应即可。T₀为标准噪声温度290K。T_S为从噪声源输出的噪声温度(第三参考平面)等效到噪声接收机端口(第二参考平面)的噪声温度。

在本发明的一个实施例中，上述S102中的“根据噪声接收机的超定方程得到噪声接收机的噪声相关矩阵”可以包括以下步骤：

对噪声接收机的超定方程进行求解，得到噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值，并根据噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值确定噪声接收机的噪声相关矩阵。

在本发明实施例中，可以通过最小二乘法对噪声接收机的超定方程进行求解，得到噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值，即r₁、r₂、r₃、r₄和r₅的值。

在本发明的一个实施例中，噪声接收机的超定方程中的未知列向量X为：

噪声接收机的噪声相关矩阵C_NR为：/>

S103：获取在校准后的噪声参数测量装置中接入被测件时，噪声源处于热态时的噪声功率值P_DUT,hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_DUT,hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_DUT,m,cold。

其中，被测件为被测线性二端口器件。

在本发明实施例中，将第一开关的第一端和第一开关的第三端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第三端导通，将噪声源置于热态，将阻抗调配器置于初始化状态，在第一参考平面和第二参考平面之间接入被测件，通过噪声接收机测量得到当前的噪声功率值，记为噪声源处于热态时的噪声功率值P_DUT,hot，并记录当前的阻抗调配器的反射系数Γ_DUT,hot。其中，当阻抗调配器置于初始化状态时，其反射系数为0，即Γ_DUT,hot＝0。

将第一开关的第一端和第一开关的第三端导通，将第二开关的第一端和第二开关的第三端导通，将噪声源置于冷态，在第一参考平面和第二参考平面之间接入被测件，依次调节阻抗调配器的内部探针的位置至Pos_m，使阻抗调配器呈现反射系数Γ_m，通过噪声接收机测量得到噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_DUT,m,cold。

S104：根据S_net、Γ_ns,cold、Γ_ns,hot、Γ_nr、P_DUT,hot、Γ_DUT,hot、Γ_m和P_DUT,m,cold，建立被测件级联噪声接收机的超定方程，并根据被测件级联噪声接收机的超定方程得到被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵。

在本发明的一个实施例中，上述被测件级联噪声接收机的超定方程：EY＝F；

其中，E为被测件级联噪声接收机的超定方程中的系数矩阵，E＝[coef_1,bcoef_2,bcoef_3,b coef_4,b coef_5,b]，b＝1,2,…,n+1；coef_1,b＝[1-|Γ_b|²]T_S/T₀，coef_2,b＝|Γ_b|²，coef_3,b＝1，coef_4,b＝-2Re(Γ_b)，coef_5,b＝2Im(Γ_b)，Γ_b为Γ_DUT,hot和Γ_m组成的n+1维向量中的元素，T₀为标准噪声温度，T_S为从噪声源输出的噪声温度等效到噪声接收机端口的噪声温度；

当噪声源为冷态时，T_S的计算公式为

T_ns,out为噪声源为冷态时，噪声源输出的噪声温度，/>

ENR为噪声源的超噪比；当噪声源为热态时，T_S的计算公式为/>

T′_ns,out为噪声源为热态时，噪声源输出的噪声温度，T′_ns,out＝T_c，T_c为当前环境温度；

Y为被测件级联噪声接收机的超定方程中的未知列向量，

F为被测件级联噪声接收机的超定方程中的已知列向量，F＝[P_r,b]，P_r,b＝P_b|1-Γ_bΓ_nr|²，P_b为P_DUT,hot和P_DUT,m,cold组成的n+1维向量中的元素。

在本发明的一个实施例中，上述S104中的“根据被测件级联噪声接收机的超定方程得到被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵”可以包括以下步骤：

对被测件级联噪声接收机的超定方程进行求解，得到被测件级联噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值，并根据被测件级联噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值确定被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵。

在本发明实施例中，可以通过最小二乘法对被测件级联噪声接收机的超定方程进行求解，得到被测件级联噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值，即q₁、q₂、q₃、q₄和q₅的值。

在本发明的一个实施例中，被测件级联噪声接收机的超定方程中的未知列向量Y为：

被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵C_C为：/>

S105：根据噪声接收机的噪声相关矩阵和被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵，并根据被测件的噪声相关矩阵得到被测件的噪声参数。

在本发明的一个实施例中，上述S105中的根据噪声接收机的噪声相关矩阵和被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵的计算公式为：

C_DUT＝C_C-T_DUT*C_NR*T_DUT ⁺

其中，C_DUT为被测件的噪声相关矩阵；C_C为被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵；C_NR为噪声接收机的噪声相关矩阵；T_DUT为被测件的T参数；T_DUT ⁺为T_DUT的共轭转置矩阵。

其中，T_DUT可以通过现有方法得到，例如通过矢量网络分析仪测量S参数得到。

在本发明的一个实施例中，被测件的噪声相关矩阵为

被测件的噪声参数包括被测件的最小噪声系数F_min、被测件的最佳源反射系数Γ_opt和被测件的等效噪声电阻R_n；且，/>

其中，|Γ_opt|为Γ_opt的幅度，∠Γ_opt为Γ_opt的相位，real(c₁₂)为c₁₂的实部，imag(c₁₂)为c₁₂的虚部。

由上述描述可知，本发明实施例利用冷热噪声源测量被测件的噪声参数，首先获取在校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件时，噪声源处于热态时的噪声功率值及对应的阻抗调配器的反射系数和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数对应的噪声功率值，然后根据获取的参数建立噪声接收机的超定方程，并根据噪声接收机的超定方程确定噪声接收机的噪声相关矩阵；然后采用同样的方法得到被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵；最后根据噪声接收机的噪声相关矩阵和被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵，并根据被测件的噪声相关矩阵得到被测件的噪声参数，能够实现对被测件的噪声参数的准确测量，提高噪声测量的精度。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种噪声参数测量方法，其特征在于，包括：

获取二端口网络的S参数S_net，并获取在校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件时，处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot、噪声接收机的反射系数Γ_nr、噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold；其中，m＝1,2,…,n，n>4；

根据S_net、Γ_ns,cold、Γ_ns,hot、Γ_nr、P_hot、Γ_hot、Γ_m和P_m,cold，建立噪声接收机的超定方程，并根据所述噪声接收机的超定方程得到噪声接收机的噪声相关矩阵；

获取在校准后的噪声参数测量装置中接入被测件时，噪声源处于热态时的噪声功率值P_DUT,hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_DUT,hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_DUT,m,cold；

根据S_net、Γ_ns,cold、Γ_ns,hot、Γ_nr、P_DUT,hot、Γ_DUT,hot、Γ_m和P_DUT,m,cold，建立被测件级联噪声接收机的超定方程，并根据所述被测件级联噪声接收机的超定方程得到被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵；

根据所述噪声接收机的噪声相关矩阵和所述被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵，并根据所述被测件的噪声相关矩阵得到所述被测件的噪声参数；

所述噪声接收机的超定方程为：AX＝B；

其中，A为所述噪声接收机的超定方程中的系数矩阵，A＝[coef_1,a coef_2,acoef_3,acoef_4,a coef_5,a]，a＝1,2,…,n+1；coef_1,a＝[1-|Γ_a|²]T_S/T₀，coef_2,a＝|Γ_a|²，coef_3,a＝1，coef_4,a＝-2Re(Γ_a)，coef_5,a＝2Im(Γ_a)，Γ_a为Γ_hot和Γ_m组成的n+1维向量中的元素，T₀为标准噪声温度，T_S为从噪声源输出的噪声温度等效到噪声接收机端口的噪声温度；

当噪声源为冷态时，T_S的计算公式为

T_ns,out为噪声源为冷态时，噪声源输出的噪声温度，/>

ENR为噪声源的超噪比；当噪声源为热态时，T_S的计算公式为/>

T′_ns,out为噪声源为热态时，噪声源输出的噪声温度，T′_ns,out＝T_c，T_c为当前环境温度；

X为所述噪声接收机的超定方程中的未知列向量，

/>

B为所述噪声接收机的超定方程中的已知列向量，B＝[P_r,a]，P_r,a＝P_a|1-Γ_aΓ_nr|²，P_a为P_hot和P_m,cold组成的n+1维向量中的元素。

2.根据权利要求1所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述根据所述噪声接收机的超定方程得到噪声接收机的噪声相关矩阵，包括：

对所述噪声接收机的超定方程进行求解，得到所述噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值，并根据所述噪声接收机的超定方程中的未知列向量的各个元素的值确定噪声接收机的噪声相关矩阵。

3.根据权利要求2所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述噪声接收机的超定方程中的未知列向量X为：

所述噪声接收机的噪声相关矩阵C_NR为：

4.根据权利要求1所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述根据所述噪声接收机的噪声相关矩阵和所述被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵得到被测件的噪声相关矩阵的计算公式为：

C_DUT＝C_C-T_DUT*C_NR*T_DUT ⁺

其中，C_DUT为所述被测件的噪声相关矩阵；C_C为所述被测件级联噪声接收机的噪声相关矩阵；C_NR为所述噪声接收机的噪声相关矩阵；T_DUT为被测件的T参数；T_DUT ⁺为T_DUT的共轭转置矩阵。

5.根据权利要求1所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述被测件的噪声相关矩阵为

所述被测件的噪声参数包括被测件的最小噪声系数F_min、被测件的最佳源反射系数Γ_opt和被测件的等效噪声电阻R_n；且，

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6.根据权利要求1至5任一项所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述噪声参数测量装置包括：噪声源、矢量网络分析仪、第一开关、第二开关、阻抗调配器和探针台；所述矢量网络分析仪内部具有噪声接收机；

所述第一开关，第一端通过所述阻抗调配器与所述探针台的第一端连接，第二端与所述矢量网络分析仪的第一端连接，第三端与所述噪声源连接；

所述第二开关，第一端与所述探针台的第二端连接，第二端与所述矢量网络分析仪的第三端连接，第三端与所述矢量网络分析仪的第二端连接；

所述探针台的第一端所在平面为第一参考平面，所述探针台的第二端所在平面为第二参考平面，噪声源端口处所在平面为第三参考平面。

7.根据权利要求6所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述获取二端口网络的S参数S_net，并获取在校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件时，处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot、噪声接收机的反射系数Γ_nr、噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold，包括：

对噪声参数测量装置进行二端口校准和噪声源端口校准，得到校准后的噪声参数测量装置和二端口网络的S参数S_net；

在所述校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件，测量得到处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot和噪声接收机的反射系数Γ_nr；

将噪声源置于冷态，调节所述阻抗调配器形成n个阻抗状态，并记录每个阻抗状态对应的阻抗调配器内部探针的位置Pos_m及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_m；

基于接入直通校准件的所述校准后的噪声参数测量装置，测量得到噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold。

8.根据权利要求7所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述在所述校准后的噪声参数测量装置中接入直通校准件，测量得到处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot和噪声接收机的反射系数Γ_nr，包括：

将所述噪声源接入第三参考平面处，将所述第一开关的第一端和所述第一开关的第三端导通，将所述第二开关的第一端和所述第二开关的第二端导通，在所述第一参考平面和所述第二参考平面之间接入直通校准件，并将所述阻抗调配器置于初始化状态，通过所述矢量网络分析仪的第三端口，分别测量得到处于冷态的噪声源的反射系数Γ_ns,cold、处于热态的噪声源的反射系数Γ_ns,hot；

将所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端导通，将所述第二开关的第一端和所述第二开关的第三端导通，在所述第一参考平面和所述第二参考平面之间接入直通校准件，并将所述阻抗调配器置于初始化状态，通过所述矢量网络分析仪的第一端口，测量得到所述噪声接收机的反射系数Γ_nr。

9.根据权利要求7所述的噪声参数测量方法，其特征在于，所述将噪声源置于冷态，调节所述阻抗调配器形成n个阻抗状态，并记录每个阻抗状态对应的阻抗调配器内部探针的位置Pos_m及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_m，包括：

将所述第一开关的第一端和所述第一开关的第三端导通，将所述第二开关的第一端和所述第二开关的第二端导通，将所述噪声源置于冷态，在所述第一参考平面和所述第二参考平面之间接入直通校准件，并调节所述阻抗调配器的内部探针的位置，形成n个阻抗状态，通过所述矢量网络分析仪的第三端口，测量得到每个阻抗状态对应的阻抗调配器的反射系数Γ_m，并记录每个阻抗状态对应的阻抗调配器内部探针的位置Pos_m及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_m；

所述基于接入直通校准件的所述校准后的噪声参数测量装置，测量得到噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot及对应的阻抗调配器的反射系数Γ_hot和噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold，包括：

将所述第一开关的第一端和所述第一开关的第三端导通，将所述第二开关的第一端和所述第二开关的第三端导通，将所述噪声源置于热态，将所述阻抗调配器置于初始化状态，在所述第一参考平面和所述第二参考平面之间接入直通校准件，通过所述噪声接收机测量得到当前的噪声功率值，记为噪声源处于热态时的噪声功率值P_hot，并记录当前的阻抗调配器的反射系数Γ_hot；

将所述噪声源置于冷态，依次调节所述阻抗调配器的内部探针的位置至Pos_m，使所述阻抗调配器呈现反射系数Γ_m，通过所述噪声接收机测量得到噪声源处于冷态时的每个阻抗调配器的反射系数Γ_m对应的噪声功率值P_m,cold。

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