微波技术

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低噪声放大器在射频测试测量中的应用

    低噪声放大器可以用于接收机的信号放大,也可以用于测试和测量中。低噪声放大器在射频测试和测量中的典型应用如下:

    一、电磁环境测量应用

    电磁环境测量是保证各类无线电业务正常开展的必要环节,是合理、有效利用有限的无线电频谱资源的基木技术保障。下图是一个典型的电磁环境测量系统的方框图。

    电磁环境测量系统

    在这个系统中,低噪声放大器是核心部件。

    以下就是低噪声放大器在这个应用中的基本要求和相关指标:

    1、基本要求

    系统的基本要求是噪声电平(频谱分析仪的底噪声)要比被测信号的幅度至少小10dB,而且采用低噪声放大器后不应产生影响测试精度的假信号。

    2、带宽

    假设系统的带宽是1~18GHz,那么是采用多个倍频程带宽的放大器还是采用一个宽带放大器实现呢?这里有二种选择,一是采用四个放大器来覆盖,包括1`2GHz、2~4GHz、4~8GHz和8~18GHz。选择这种方案的测试者认为可以利用窄带放大器的带外抑制特性,在测试点附近的、不在测试目标内的大信号在某种程度上被放大器抑制了。但实际上,放大器并不会定义带外的传输特性也就是说,这种选择的“优点”无法化。但相对于宽带放大器,窄带放大器具有更高的增益和更低的噪声系数。

    另一种选择是采用一个宽带放大器(1~18GHz)来实现全频段覆盖,这种方案的最大优点就是可以“一览无余”地在频谱分析仪上观察到整个频段内的频谱。对于可能出现的由大信号产生的假信号,可以用一组滤波器来滤除。这种方案具有更强的灵活性,同时为测试者提供了更宽的视角。

    3、增益

    无论是窄带还是宽带的低噪声放大器,都具有足够高的增益来满足电磁环境测量的要求,在这个应用中,可以选用25~35dB增益的低噪声放大器。

    4、噪声系数

    按照倍频程设计的窄带放大器(如4~8 GHz)可以做到很低的噪声系数,其典型值为1dB;而宽带放大器(1~18 GHz)的噪声系数也只比其高1dB左右。

    综合以上因素,在电磁环境测量应用中,用宽带低噪声放大器更为合适。

    二、用于基站杂散测量

    在蜂窝基站的杂散测量项目中,有—项落入系统内部接收频段的杂散和互调测试,这项测试对频谱分析仪有很高的要求,如果频谱分析仪的底噪声无法满足测试要求,可以采用低噪声放大器来协助完成(如下图)。

    用低噪声放大器配合基站杂散测量

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