低噪声放大器在毫米波辐射计中的应用研究

针对传统全功率辐射计灵敏度低、结构复杂、等效噪声温度高、功耗高等特点,采用低噪声放大器代替传统全功率辐射计的检波前部分,对天线接收到的微弱热辐射信号直接在射频段进行放大后直接检波,提高了辐射计的灵敏度。首先,分析了辐射计的工作原理;然后,分析了辐射计灵敏度及其影响因素;最后,进行了改进后辐射计样机设计并详细计算了灵敏度指标;且对样机性能进行了实际测量。通过对比分析表明,低噪声放大器的引入使得同等条件下毫米波辐射计的灵敏度得到了很大提升;同时具有功耗低、体积小、噪声小、结构简单等优点,有利于毫米波辐射计在弹载武器上的应用。     

传输线反向辐射对标准噪声源定标的影响

分析了传输线反向辐射对微波标准噪声源定标的影响。根据经典的定标方程导出了相应的扩展定标方程。计算了匹配负载在不同反射系数下传输线反向辐射对定标结果的影响量。结果表明如果匹配负载的反射系数在0到0.03之间,传输线反向辐射对定标值的影响小于1‰,实际应用中当匹配负载的反射系数大于0.03,可以通过扩展定标方程得到更为精确的定标结果。     

集成放大器噪声分析

分析了通用型集成运放的噪声性能，得出了它的噪声系数，指出了低噪声集成运放的设计原则和应用方法。     

频谱仪的本底噪声对天线噪声温度测量的影响

频谱仪广泛应用于射频信号测量。简述了频谱仪灵敏度与噪声系数的基本概念。分析了频谱仪本底噪声对噪声信号测量的影响,论述了频谱仪噪声功率测量误差的修正计算方法,给出了测量噪声功率比与修正因子的关系曲线。以地面站天线噪声温度测量为例,简述了Y因子法测量地面站天线噪声温度的基本原理。导出了测量Y因子的修正计算公式,从而实现对天线噪声温度测量的修正。最后,以C波段13m车载天线噪声温度测量为例,说明频谱仪本底噪声对地面站天线噪声温度测量的影响。     

噪声系数的测量方法

本文介绍了噪声系数的几种测量方法,重点分析了目前实际工程和研究中最常用的噪声系数测量方法—Y因子法。     

WR28低温标准噪声源

2008年中国计量科学研究院研制了一台WR28低温标准热噪声源。一个全频带WR28匹配负载浸入液氮中作为该标准的噪声辐射源。为了避免波导内部冷凝结霜在波导壁上设计了氮气导孔和氮气收集筒。详细分析了该标准噪声源输出温度的定标方法和输出噪声温度的不确定度评定。在所有的定标点该标准的输出噪声温度比液氮温度稍高几度,其输出口电压驻波比小于1.04,扩展不确定度小于1.00 K(k=2)。利用新的标准噪声源校准了商用R347B噪声源,校准结果与被测噪声的标称值一致性很好,测量的相对不确定度小于1.2%。     

超导HEB混频器的设计与制备

展示了一种基于超导NbN薄膜材料的HEB混频器的设计与制备工艺, 详细介绍了高阻硅衬底上的超薄NbN薄膜的生长技术、HEB器件的结构、超导微桥区和平面等角螺旋天线的阻抗匹配等内容. 测量研究了超导NbN HEB的电阻-温度(R-T?)曲线、不同温度下的电流-电压(I-V?)曲线以及HEB对太赫兹(THz)信号的响应特性. 用Y因子方法测量了HEB器件的噪声温度, 在2.5 THz的太赫兹波辐照下, 其最低噪声温度为2213 K.