專利名稱:一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置,特別是一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置。
背景技術(shù):
目前市場(chǎng)上的相位噪聲測(cè)量裝置主要包括引進(jìn)的HP3047A、HP3048A、E5500系列及PN9000等,這些裝置的組成主要包括微波源、高穩(wěn)晶振源、相位噪聲測(cè)量裝置。對(duì)于這種大型、精密、復(fù)雜的測(cè)量系統(tǒng),在對(duì)同一傳遞標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量時(shí),不同的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)得到的相位噪聲測(cè)量結(jié)果可能存在較大的離散性。以往通過開展相位噪聲參量的比對(duì)測(cè)量,解決相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)無法溯源的問題。比對(duì)樣品的頻率為IOMHz和 10GHz,其中IOMHz晶振用于校準(zhǔn)“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”低端頻率范圍的性能指標(biāo),IOGHz點(diǎn)頻微波源是用于校準(zhǔn)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)高端頻率范圍的性能指標(biāo)。這種比對(duì)樣品存在以下的幾種缺點(diǎn)其一是目前的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)通過直接檢相的方式不能覆蓋Ka波段頻率范圍內(nèi)的測(cè)試,通常采用下變頻器將26. 5GHz 40GHz頻率范圍內(nèi)的待測(cè)源下變頻到中頻范圍內(nèi)與中頻參考源進(jìn)行檢相測(cè)試。這樣在Ka波段對(duì)相位噪聲測(cè)試能力的驗(yàn)證,自然就需要對(duì)下變頻器的性能進(jìn)行驗(yàn)證。其二由于Ka波段的待測(cè)源需要進(jìn)行下變頻到中頻范圍進(jìn)行測(cè)量,中頻參考源是必不可少的。各參加能力驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)室采用不同性能指標(biāo)的參考源,從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)離散。其三覆蓋Ku和K波段的能力驗(yàn)證比對(duì)裝置中采用階躍二極管SRD產(chǎn)生梳狀譜的缺點(diǎn)是一方面其底部噪聲在滿足理論變化值201ogN的基礎(chǔ)上,再惡化15dB,N為梳狀譜線次數(shù)。另一方面是產(chǎn)生的梳狀譜線的平坦度較差,尤其是高次譜線的功率較低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置,解決Ka波段對(duì)相位噪聲測(cè)試能力的驗(yàn)證中,沒有對(duì)下變頻器的性能進(jìn)行驗(yàn)證,各參加能力驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)室采用不同性能指標(biāo)的中頻參考源,從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)離散,階躍二極管SRD產(chǎn)生梳狀譜的底部噪聲較差且高次譜線的功率較低的問題。一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置,包括高穩(wěn)晶振源A、高穩(wěn)晶振源 B、相位噪聲測(cè)量裝置,還包括倍頻器A、鎖相環(huán)路A、低噪聲壓控振蕩器A、隔離放大器A、中頻源、倍頻器B、倍頻器C、鎖相環(huán)路B、低噪聲壓控振蕩器B、隔離放大器B、倍頻器D、梳狀譜發(fā)生器、PIN開關(guān)組合、帶通濾波器組合、功率放大器組合、微波源、Ka波段下變頻器。高穩(wěn)晶振源A的壓控輸入端與相位噪聲測(cè)量裝置的壓控輸出端射頻電纜連接,高穩(wěn)晶振源A的輸出端與倍頻器A的輸入端射頻電纜連接,倍頻器A的輸出端與鎖相環(huán)路A 的本振端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器A的輸出端與隔離放大器A的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A的鎖相端與鎖相環(huán)路A的射頻端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路A的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器A的壓控輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A的倍頻端與倍頻器B的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A的中頻端與中頻源輸入端射頻電纜連接,中頻源輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置的本振端射頻電纜連接,倍頻器B的輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置的本振端射頻電纜連接。高穩(wěn)晶振源B的輸出端與倍頻器C的輸入端射頻電纜連接,倍頻器C的輸出端與鎖相環(huán)路B的本振端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器B的輸出端與隔離放大器B的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器B的鎖相端與鎖相環(huán)路B的射頻端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路B 的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器B的壓控輸入端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路B射頻端與隔離放大器B鎖相端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器B輸出端與隔離放大器B輸入端射頻電纜連接,隔離放大器B的倍頻端與倍頻器D的輸入端射頻電纜連接,倍頻器D的輸出端與梳狀譜發(fā)生器的輸入端射頻電纜連接,梳狀譜發(fā)生器的輸出端與PIN開關(guān)組合的輸入端微波電纜連接,PIN開關(guān)組合的輸出端與帶通濾波器組合的輸入端微波電纜連接,帶通濾波器組合的輸出端與功率放大器組合的輸入端微波電纜連接,功率放大器組合的輸出端與微波源輸出端微波電纜連接,微波源輸出端與Ka波段下變頻器輸入端微波電纜連接,Ka波段下變頻器的中頻輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置的射頻端射頻電纜連接。工作時(shí),當(dāng)校準(zhǔn)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)Ka波段頻率范圍的性能指標(biāo)時(shí),使用比對(duì)裝置中頻率為30GHz、35GHz、40GHz的三個(gè)點(diǎn)頻微波源輸出。倍頻器C將高穩(wěn)晶振源B的IOMHz 頻率輸出倍頻到100MHz。頻率為IOOMHz的低噪聲壓控振蕩器B通過隔離放大器B進(jìn)行放大隔離,分配為兩路輸出。其中鎖相端輸出與經(jīng)過倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào),在鎖相環(huán)路B的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器B的壓控輸入端連通形成環(huán)路的情況下,鎖相環(huán)路B將低噪聲壓控振蕩器B鎖定在高穩(wěn)晶振源B的相位輸出上。隔離放大器B的倍頻端輸出信號(hào)通過倍頻器D將輸入的IOOMHz頻率倍頻到1GHz,然后通過梳狀譜發(fā)生器產(chǎn)生梳狀譜序列。輸出的梳狀譜序列由PIN開關(guān)組合控制的帶通濾波器組合和功率放大器組合進(jìn)行所需梳狀譜線的提取和放大,對(duì)其它頻率的梳狀譜線進(jìn)行抑制,所需梳狀譜線頻率為30GHz、 35GHz,40GHz, Ka波段的微波源輸出作為驗(yàn)證Ka波段下變頻器的性能指標(biāo)所用。倍頻器A將高穩(wěn)晶振源A的IOMHz頻率輸出倍頻到100MHz。頻率為IOOMHz的低噪聲壓控振蕩器A通過隔離放大器A進(jìn)行放大隔離,分配為三路輸出。其中鎖相端輸出與經(jīng)過倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào),在鎖相環(huán)路A的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器A的壓控輸入端連通形成環(huán)路的情況下,鎖相環(huán)路A將低噪聲壓控振蕩器A鎖定在高穩(wěn)晶振源 A的相位輸出上,并由隔離放大器A的中頻端作為IOOMHz中頻源輸出。隔離放大器A的倍頻端輸出信號(hào)通過倍頻器B將輸入的IOOMHz頻率倍頻到400MHz,然后作為頻率為400MHz 的中頻源進(jìn)行輸出。根據(jù)能力驗(yàn)證時(shí),參加實(shí)驗(yàn)室在Ka波段采用的Ka波段下變頻器的中頻輸出頻率的情況,對(duì)中頻源IOOMHz或400MHz輸出進(jìn)行選擇。本裝置的優(yōu)點(diǎn)在于一、可以覆蓋Ka波段相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的需求。二、 此比對(duì)裝置中帶有中頻參考源,避免了各參加實(shí)驗(yàn)室由于選取的中頻參考源不同造成的測(cè)量結(jié)果離散。三、采用基于非線性傳輸線NLTL技術(shù)產(chǎn)生梳狀譜的方法,使得高次譜線功率較高,且相噪性能優(yōu)越。通過在相位噪聲測(cè)量的能力驗(yàn)證活動(dòng)中應(yīng)用這種傳遞標(biāo)準(zhǔn),并利用其結(jié)果,可以客觀地驗(yàn)證和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的相位噪聲計(jì)量測(cè)試的技術(shù)能力,這對(duì)保證相位噪聲測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量,提高其置信度,驗(yàn)證及監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的持續(xù)能力,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
圖1 一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置的示意圖。1.高穩(wěn)晶振源A 2.倍頻器A 3.鎖相環(huán)路A 4.低噪聲壓控振蕩器A 5.隔離放大器A
6.中頻源 7.倍頻器B 8.相位噪聲測(cè)量裝置 9.高穩(wěn)晶振源B 10.倍頻
器C
11.鎖相環(huán)路B 12.低噪聲壓控振蕩器B 13.隔離放大器B 14.倍頻器D 15.梳狀譜發(fā)生器
16. PIN開關(guān)組合17.帶通濾波器組合18.功率放大器組合19.微波源20. Ka波段下
變頻器。
具體實(shí)施例方式一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置,包括高穩(wěn)晶振源Al、高穩(wěn)晶振源B9、相位噪聲測(cè)量裝置8,還包括倍頻器A2、鎖相環(huán)路A3、低噪聲壓控振蕩器A4、隔離放大器A5、中頻源6、倍頻器B7、倍頻器C10、鎖相環(huán)路B11、低噪聲壓控振蕩器B12、隔離放大器B13、倍頻器D14、梳狀譜發(fā)生器15、PIN開關(guān)組合16、帶通濾波器組合17、功率放大器組合18、微波源19、Ka波段下變頻器20。高穩(wěn)晶振源Al的壓控輸入端與相位噪聲測(cè)量裝置8的壓控輸出端射頻電纜連接, 高穩(wěn)晶振源Al的輸出端與倍頻器A2的輸入端射頻電纜連接,倍頻器A2的輸出端與鎖相環(huán)路A3的本振端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器A4的輸出端與隔離放大器A5的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A5的鎖相端與鎖相環(huán)路A3的射頻端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路A3 的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器A4的壓控輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A5的倍頻端與倍頻器B7的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A5的中頻端與中頻源6輸入端射頻電纜連接,中頻源6輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置8的本振端射頻電纜連接,倍頻器B7的輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置8的本振端射頻電纜連接。高穩(wěn)晶振源B9的輸出端與倍頻器ClO的輸入端射頻電纜連接,倍頻器ClO的輸出端與鎖相環(huán)路Bll的本振端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器B12的輸出端與隔離放大器 B13的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器B13的鎖相端與鎖相環(huán)路Bll的射頻端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路Bll的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器B12的壓控輸入端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路Bll射頻端與隔離放大器B13鎖相端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器B12輸出端與隔離放大器B13輸入端射頻電纜連接,隔離放大器B13的倍頻端與倍頻器D14的輸入端射頻電纜連接,倍頻器D14的輸出端與梳狀譜發(fā)生器15的輸入端射頻電纜連接,梳狀譜發(fā)生器15的輸出端與PIN開關(guān)組合16的輸入端微波電纜連接,PIN開關(guān)組合16的輸出端與帶通濾波器組合17的輸入端微波電纜連接,帶通濾波器組合17的輸出端與功率放大器組合 18的輸入端微波電纜連接,功率放大器組合18的輸出端與微波源19輸出端微波電纜連接, 微波源19輸出端與Ka波段下變頻器20輸入端微波電纜連接,Ka波段下變頻器20的中頻輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置8的射頻端射頻電纜連接。工作時(shí),當(dāng)校準(zhǔn)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)Ka波段頻率范圍的性能指標(biāo)時(shí),使用比對(duì)裝置中頻率為30GHz、35GHz、40GHz的三個(gè)點(diǎn)頻微波源19輸出。倍頻器ClO將高穩(wěn)晶振源B9的IOMHz頻率輸出倍頻到IOOMHz。頻率為IOOMHz的低噪聲壓控振蕩器B12通過隔離放大器 B13進(jìn)行放大隔離,分配為兩路輸出。其中鎖相端輸出與經(jīng)過倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào),在鎖相環(huán)路Bll的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器B12的壓控輸入端連通形成環(huán)路的情況下,鎖相環(huán)路Bll將低噪聲壓控振蕩器B12鎖定在高穩(wěn)晶振源B9的相位輸出上。隔離放大器B13的倍頻端輸出信號(hào)通過倍頻器D14將輸入的IOOMHz頻率倍頻到1GHz,然后通過梳狀譜發(fā)生器15產(chǎn)生梳狀譜序列。輸出的梳狀譜序列由PIN開關(guān)組合16控制的帶通濾波器組合17和功率放大器組合18進(jìn)行所需梳狀譜線的提取和放大,對(duì)其它頻率的梳狀譜線進(jìn)行抑制,所需梳狀譜線頻率為30GHz、35GHz、40GHz,Ka波段的微波源19輸出作為驗(yàn)證Ka 波段下變頻器20的性能指標(biāo)所用。 倍頻器A2將高穩(wěn)晶振源Al的IOMHz頻率輸出倍頻到IOOMHz。頻率為IOOMHz的低噪聲壓控振蕩器A4通過隔離放大器A5進(jìn)行放大隔離,分配為三路輸出。其中鎖相端輸出與經(jīng)過倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào),在鎖相環(huán)路A3的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器A4的壓控輸入端連通形成環(huán)路的情況下,鎖相環(huán)路A3將低噪聲壓控振蕩器A4鎖定在高穩(wěn)晶振源Al的相位輸出上,并由隔離放大器A5的中頻端作為IOOMHz中頻源6輸出。隔離放大器A5的倍頻端輸出信號(hào)通過倍頻器B7將輸入的IOOMHz頻率倍頻到400MHz,然后作為頻率為400MHz的中頻源6進(jìn)行輸出。根據(jù)能力驗(yàn)證時(shí),參加實(shí)驗(yàn)室在Ka波段采用的Ka波段下變頻器20的中頻輸出頻率的情況,對(duì)中頻源6100MHz或400MHz輸出進(jìn)行選擇。
權(quán)利要求
1. 一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置,包括高穩(wěn)晶振源A (1)、高穩(wěn)晶振源B (9)、相位噪聲測(cè)量裝置(8),其特征在于還包括倍頻器A (2)、鎖相環(huán)路A (3)、低噪聲壓控振蕩器A (4)、隔離放大器A (5)、中頻源(6)、倍頻器B (7)、倍頻器C (10)、鎖相環(huán)路B (11)、低噪聲壓控振蕩器B (12)、隔離放大器B (13)、倍頻器D (14)、梳狀譜發(fā)生器 (15)、PIN開關(guān)組合(16)、帶通濾波器組合(17)、功率放大器組合(18)、微波源(19)、Ka波段下變頻器(20);高穩(wěn)晶振源A (1)的壓控輸入端與相位噪聲測(cè)量裝置(8)的壓控輸出端射頻電纜連接, 高穩(wěn)晶振源A (1)的輸出端與倍頻器A (2)的輸入端射頻電纜連接,倍頻器A (2)的輸出端與鎖相環(huán)路A (3)的本振端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器A (4)的輸出端與隔離放大器A (5)的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A (5)的鎖相端與鎖相環(huán)路A (3)的射頻端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路A (3)的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器A (4)的壓控輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A (5)的倍頻端與倍頻器B (7)的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器A (5)的中頻端與中頻源(6)輸入端射頻電纜連接,中頻源(6)輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置(8)的本振端射頻電纜連接,倍頻器B (7)的輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置(8)的本振端射頻電纜連接;高穩(wěn)晶振源B (9)的輸出端與倍頻器C (10)的輸入端射頻電纜連接,倍頻器C (10) 的輸出端與鎖相環(huán)路B (11)的本振端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器B (12)的輸出端與隔離放大器B (13)的輸入端射頻電纜連接,隔離放大器B (13)的鎖相端與鎖相環(huán)路B (11)的射頻端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路B (11)的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器B (12) 的壓控輸入端射頻電纜連接,鎖相環(huán)路B (11)射頻端與隔離放大器B (13)鎖相端射頻電纜連接,低噪聲壓控振蕩器B (12)輸出端與隔離放大器B (13)輸入端射頻電纜連接,隔離放大器B (13)的倍頻端與倍頻器D (14)的輸入端射頻電纜連接,倍頻器D (14)的輸出端與梳狀譜發(fā)生器(15)的輸入端射頻電纜連接,梳狀譜發(fā)生器(15)的輸出端與PIN開關(guān)組合(16)的輸入端微波電纜連接,PIN開關(guān)組合(16)的輸出端與帶通濾波器組合(17)的輸入端微波電纜連接,帶通濾波器組合(17)的輸出端與功率放大器組合(18)的輸入端微波電纜連接,功率放大器組合(18)的輸出端與微波源(19)輸出端微波電纜連接,微波源(19) 輸出端與Ka波段下變頻器(20 )輸入端微波電纜連接,Ka波段下變頻器(20 )的中頻輸出端與相位噪聲測(cè)量裝置(8)的射頻端射頻電纜連接;工作時(shí),當(dāng)校準(zhǔn)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)Ka波段頻率范圍的性能指標(biāo)時(shí),使用比對(duì)裝置中頻率為30GHZ、35GHZ、40GHZ的三個(gè)點(diǎn)頻微波源(19)輸出;倍頻器C (10)將高穩(wěn)晶振源B (9) 的IOMHz頻率輸出倍頻到IOOMHz ;頻率為IOOMHz的低噪聲壓控振蕩器B (12)通過隔離放大器B (13)進(jìn)行放大隔離,分配為兩路輸出;其中鎖相端輸出與經(jīng)過倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào),在鎖相環(huán)路B (11)的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器B (12)的壓控輸入端連通形成環(huán)路的情況下,鎖相環(huán)路B (11)將低噪聲壓控振蕩器B (12)鎖定在高穩(wěn)晶振源B (9) 的相位輸出上;隔離放大器B (13)的倍頻端輸出信號(hào)通過倍頻器D (14)將輸入的IOOMHz 頻率倍頻到1GHz,然后通過梳狀譜發(fā)生器(15)產(chǎn)生梳狀譜序列;輸出的梳狀譜序列由PIN 開關(guān)組合(16)控制的帶通濾波器組合(17)和功率放大器組合(18)進(jìn)行所需梳狀譜線的提取和放大,對(duì)其它頻率的梳狀譜線進(jìn)行抑制,所需梳狀譜線頻率為30GHz、35GHz、40GHz,Ka 波段的微波源(19)輸出作為驗(yàn)證Ka波段下變頻器(20)的性能指標(biāo)所用;倍頻器A (2)將高穩(wěn)晶振源A (1)的IOMHz頻率輸出倍頻到IOOMHz ;頻率為IOOMHz 的低噪聲壓控振蕩器A (4)通過隔離放大器A (5)進(jìn)行放大隔離,分配為三路輸出;其中鎖相端輸出與經(jīng)過倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào),在鎖相環(huán)路A (3)的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器A (4)的壓控輸入端連通形成環(huán)路的情況下,鎖相環(huán)路A (3)將低噪聲壓控振蕩器A (4)鎖定在高穩(wěn)晶振源A (1)的相位輸出上,并由隔離放大器A (5)的中頻端作為 IOOMHz中頻源(6)輸出;隔離放大器A (5)的倍頻端輸出信號(hào)通過倍頻器B (7)將輸入的 IOOMHz頻率倍頻到400MHz,然后作為頻率為400MHz的中頻源(6)進(jìn)行輸出;根據(jù)能力驗(yàn)證時(shí),參加實(shí)驗(yàn)室在Ka波段采用的Ka波段下變頻器(20)的中頻輸出頻率的情況,對(duì)中頻源 (6) IOOMHz或400MHz輸出進(jìn)行選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于Ka波段相位噪聲能力驗(yàn)證的比對(duì)裝置,包括高穩(wěn)晶振源A(1)、高穩(wěn)晶振源B(9)、相位噪聲測(cè)量裝置(8),還包括倍頻器A(2)、鎖相環(huán)路A(3)、低噪聲壓控振蕩器A(4)、隔離放大器A(5)、中頻源(6)、倍頻器B(7)、倍頻器C(10)。通過在相位噪聲測(cè)量的能力驗(yàn)證活動(dòng)中應(yīng)用這種傳遞標(biāo)準(zhǔn),并利用其結(jié)果,可以客觀地驗(yàn)證和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的相位噪聲計(jì)量測(cè)試的技術(shù)能力,這對(duì)保證相位噪聲測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量,提高其置信度,驗(yàn)證及監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的持續(xù)能力,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號(hào)H03L7/085GK102435848SQ201110379520
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者楊軍, 柳丹, 王學(xué)運(yùn), 閻棟梁, 韓紅 申請(qǐng)人:中國航天科工集團(tuán)第二研究院二〇三所