《高超噪比微波固态噪声源的设计设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高超噪比微波固态噪声源的设计设计（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、独 创 性 声 明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名： 日期： 2011年 6月12日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解成都信息工程学院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都信息工程学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关
2、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名： 日期： 2011年 6月12日高超噪比微波固态噪声源的设计摘 要固态噪声二极管的雪崩散弹噪声在一定条件下近似为白噪声。根据固态噪声二极管在雪崩击穿状态的等效电路, 设计出与之匹配的电路结构, 以实现超噪比的最大输出。在4 6 GHz, 超噪比大于20 dB本文主要研究了噪声的特性，噪声的种类，二端口网络的噪声系数以及噪声系数和噪声参数的测量技术。通过对噪声的全方位分析进一步加深对噪声源的认识。同时概括了部分噪声测量技术。关键词: 固态噪声源; 超噪比; 噪声二极管Design o
3、f Microwave Solid- state Noise Sourcewith High Exceed Noise RatioAbstract In certain condition s, avalanche shot noise originated from solid-state noise diode is similar to white noise. For maximum exceed noise ratio generated, circuit structure to match the equivalent circuit diagram of the solid-s
4、tate noise diode in avalanche breakdown state has been designed. The so lid2state noise source exhibit s frequency range 4 6 GHz, exceed noise ratio higher than 20 dBThis paper studies the characteristics of the noise, noise type, two-port network of the noise factor and noise figure and noise param
5、eters of the measurement techniques. Through comprehensive analysis of the noise to further deepen the understanding of noise sources. Also summarizes some of the microwave radio frequency measurement techniques.Key words: sol id- state noise source; exceed noise ratio; noise diode毕业设计（论文）原创性声明和使用授权
6、说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可
7、以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅
8、和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目 录1引言11.1背景和意义11.2固态源的简介和发展11.3工作任务和指标22微波射频噪声测量技术22.1噪声的特性22.2噪声的种类32.2.1热噪声32.2.2散弹噪声52.2.3高频噪声62.2.4闪烁噪声62.2.5等效噪声带宽72.3二端口网络的噪声系数82.3.1噪声系数的定义82.3.2等效噪声温度92.4噪声系数的测量技术102.4.1噪声源102.4.2Y因子
9、方法123固态噪声源的测试133.1电路设计133.2测量方法及过程153.3实物图163.4误差分析17参考文献19致 谢20附 录211 引言1.1 背景和意义20世纪90年代微波固态噪声源应运而生，它能满足一定的功率输出要求,有很好的驻波特性和频响特性,微波测量精度高,体积小,成本低,可靠性高,特别是在各种微波参数的测试,作为辐射计的比对标准以及各类整机系统的自动监测等方面具有广泛的应用前景。同气体放电管噪声源相比,固态噪声源具有频带宽、开关迅速、接通后立即进入稳定工作状态、无损害性脉冲泄漏、可脉冲调制工作、噪声输出可变、功耗低、体积小、重量轻、寿命长、可靠性高等优点。在遥感、噪声测量、
10、雷达整机性能的自动监测获得了广泛的应用。1.2 固态源的简介和发展微波通信、雷达、导航等技术的迅速发展对低噪声器件的要求越来越迫切，为检测器件的性能和度量通信等设备接收微弱信号的能力，需要测量器件与设备的噪声特性，尤其是军用电子元器件和军用整机的测试，这使得噪声系数的测试与计量变得极为重要。在进行噪声测量时，通用方法主要有正弦波法和噪声发生器法，这两种方法各有一定的应用范围和一定的限制，正弦波法在低频时比较适用，而噪声发生器法在高频时比较适用。在八毫米波段进行噪声测量，由于测试频率比较高，所以采用噪声发生器法。在测量线性二端口网络的噪声系数时，使用噪声发生器法有如下优点:(1)噪声发生器的输出
11、电平很小，能直接给出待测网络所需要的电平，又不需要采取更为严密的屏蔽措施。(2)噪声发生器输出的噪声功率谱密度与待测网络内部噪声的反应相同，可以方便地使用任意型指示器。(3)不必测量带宽，免除了因测量通频带和频响特性引起的测量误差。(4)噪声发生器的噪声功率可以方便地进行计算，因此在微波毫米波噪声特性测试中，噪声发生器法是一种较好的方法噪声 源 是 噪 声 发生器法的核心。对噪声源的要求，应在规定的带宽内有均匀的功率谱密度和一定的输出噪声功率。常用的噪声源有饱和二极管，气体放电管，固态噪声二极管和电阻等，饱和二极管噪声源通常用于米波和分米波段，饱和二极管由热阴极和阳极组成。当电压较低时，从热阴
12、极发射的电子，因获取能量小而在阴阳极之间行成空间电荷，限制电子发射，当阳极电压增加到一定值后，空间电荷消失，形成饱和区。饱和区的二极管电流与阴极的温度有关，温度越高电流越大，当阴极温度一定时，电流恒定时，但单位时间发射的电子数目却在平均值上下随机起伏，称为散弹效应。自从1966年到1969年，雪崩二极管第一次被用做微波噪声源，就因其具有极宽覆盖频率范围，体积小，重鼓轻，功耗低，噪声功率输出人等特点而逐渐取代饱和二极管噪声源，气体放电二极管噪声源，广泛应用于微波噪声测量中。1976 年第一篇关于毫米波雪崩二极管噪声源的论文发表，这是因态器件应用于毫米波噪声源的里程碑，在此之前雪崩二极管只被女装在
13、同轴线上或带状线仁工作在厘米波段，在那篇论文中，一种新型的安装雪崩二极管波导结构被报道，自此以后，经过许多实验，现存的雪崩二极管理论被扩展到更高的毫米波段。目前国外固态噪声源己有八毫米到三毫米波段的产品，主要采用雪崩二极管安装于波导中的形式，产品的主要代表是NOISE/COM公司。1.3 工作任务和指标使用噪声二极管，设计一个C波段的微波噪声信号源，要求噪声源的ENR20dB2 微波射频噪声测量技术2.1 噪声的特性自然界存在的随机过程导致了噪声的产生，这些随即过程有几种重要类型，每种类型对应一种噪声，随机过程的主要类型有：1）半导体器件中的原子、电子和分子在绝对温度0 K以上的热运动。2）导
14、线或器件中电荷的漂移运动。3）电荷在物体表面的发射运动。4）大气或其它气体中的传播。在微波射频电路中的噪声是指任何不希望的电扰动和毛刺信号，这些不希望的信号本质上是随机的，他们是电子器件本征特性或外部环境的电磁辐射所引起的。由于噪声在时间上表现为随机且不相关的特点，因此最适合用统计的方法进行分析，根据统计分析可以发现噪声有如下特点：1）噪声电压（或者电流）幅度的均值为02）噪声电压的均放值为常数2.2 噪声的种类目前在电路设计中用到的噪声主要分为以下两大类：1）和频率无关的噪声：如热噪声和散弹噪声2）和频率相关的噪声：如低频噪声和高频噪声下面分别叙述上述噪声的定义2.2.1 热噪声又称白噪声。
15、是由导体中电子的热震动引起的，它存在于所有电子器件和传输介质中。它是温度变化的结果，但不受频率变化的影响。热噪声是在所有频谱中以相同的形态分布，它是不能够消除的，由此对通信系统性能构成了上限。 或称约翰逊噪声（Johnson noise）。噪声的一种。当光电倍增管施加负高压，而无光投射光电阴极时，由于光电极极与倍增极的电子热发射和玻璃外壳与管座的漏电，导致热电子由倍增极放大，所引起的暗电流的波动。在记录仪器上则出现噪声。热噪声是指处于一定热力学状态F的导体中所出现的无规律电涨落，它是由导体中自由电子的无规律热运动引起的，其大小取决于物体的热力学状态。如电阻、气体放电管、都会产生热噪声。热噪声电压的平均值为零，故通常不用平均电压而用均方电压、均
