低噪声放大器测试系统的设计与实现

论文摘要

低噪声放大器(LNA)是一类用于放大微弱有用信号、对外界和自身的噪声和干扰具有很强的抑制能力的放大器,在航天、遥测遥感、空间通讯、高速数字系统等等领域有重大应用。对各类LNA的重要性能的检测显得十分重要。低噪声放大器测试参数较多,但由于测试人员对参数理解不同,或由于某些单位的硬件能力不同,因此可采用不同测试系统设计方案,而某些方案由于仪器精度、仪器设置、测试线选用等原因,可使测试结果与真实值产生较大偏差,或导致测试工作量大增,这样不仅增加了成本,浪费了时间,如若是用于重要场合的雷达、卫星或其他军用装备等系统,则由这些测试系统得出的偏离真实值的结果可能会带来非常严重的后果。本论文的研究目标是如何实现准确、高效率地测量低噪声放大器的所有参数,采用最好的方案。本论文以国内某单位为作者单位提交的低噪声放大器鉴定检验任务为案例,首先介绍LNA主要参数:增益,增益平坦度,电压驻波比,噪声系数,1dB压缩点功率,三阶交调截止点等的基本定义,并详细分析各参数的测试条件,从而提出各种测试系统硬件组成方案,然后对各种方案进行比较,从中选出最优化方案。论文还会对方案中各仪器如矢量网络分析仪、频谱分析仪、噪声系数分析仪的测试原理、校准方法、测试线损耗影响去除方法、测试参数设计等进行详尽的论述,最后设计出一套最准确的,速度最快的测试系统,并在此测试系统的平台下进行测试,得出测试结果,通过与研制单位提出的技术要求及其提供的自测数据进行比较,判别该低噪声放大器的质量,并证明该测试系统是可行的。通过本文研究,深入了解LNA重要参数对器件性能表征的实质,研究探讨了如何组合典型测试仪器构成高效测试系统,采用科学测试方法实现LNA的测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 LNA测试国内外的研究状况和进展
• 1.3 论文研究内容和方法
• 1.3.1 本文研究的主要内容
• 1.3.2 本文研究的主要方法
• 第二章 LNA的测试参数
• 2.1 LNA的测试参数指标要求
• 2.2 LNA测试参数的定义
• 2.2.1 增益及增益平坦度
• 2.2.2 电压驻波比
• 2.2.3 1dB压缩点功率
• 2.2.4 三阶交调截止点功率
• 2.2.5 噪声系数
• 2.3 本章小结
• 第三章 测试方案的比较和分析
• 3.1 增益、增益平坦度测试方案的比较和分析
• 3.2 电压驻波比测试方案的比较和分析
• 3.3 1dB 压缩点功率测试方案的比较和分析
• 3.4 三阶交调截止点功率测试方案的比较和分析
• 3.5 噪声系数测试方案的比较和分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 主要测试仪器的运用
• 4.1 矢量网络分析仪的运用
• 4.1.1 矢量网络分析仪测量原理
• 4.1.2 反射参数测量的误差来源、误差模型及误差修正
• 4.1.3 传输参数测量的误差来源、误差模型
• 4.1.4 S参数的全面测量及误差修正
• 4.1.5 矢量网络分析仪校准方案的比较
• 4.1.6 网络分析仪基本参数设置
• 4.2 频谱分析仪的运用
• 4.2.1 频谱分析仪的测量原理
• 4.2.2 频谱分析仪基本参数设置
• 4.2.3 提高频谱分析仪幅度测量准确度的方法
• 4.3 噪声系数分析仪的运用
• 4.3.1 噪声系数分析仪的测量原理
• 4.3.2 噪声系数测量注意事项
• 4.3.3 噪声系数分析仪基本参数设置
• 4.4 本章小结
• 第五章 测试系统的设计与实现
• 5.1 增益、增益平坦度以及输入、输出驻波比测试系统的设计
• 5.2 1dB 压缩点功率测试系统的设计
• 5.2.1 网络分析仪法
• 5.2.2 微波信号源和功率计法
• 5.3 三阶交调截止点功率测试系统的设计
• 5.4 噪声系数测试系统的设计
• 5.5 LNA测试结果汇总及与研制单位测试数据的比较
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢