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1、中华人民共和国国家标 准 卫星通信地球站无线电设备测量方法 第二部分分系统测量 第三节低噪声放大器 G B 1 1 2 9 9 - 7 一 8 9 Me t h o d s o f m e a s u r e me n t f o r r a d i o e q u i p me n t u s e d i n s a t e l l i t e e a r t h s t a t i o n s P a r t 2 : S u h - s y s t e m s m e a s u r e m e n t s S e c t i o n T h r e e - L o w n o i s e
2、 a mp l i f i e r 本标准为 卫星通信地球站无线电设备测量方法 系列标准之一。 ， 主题内容与适用范围 本标准规定了装置于卫星通信地球站天线后的低噪声放大器及低噪声组合休 L N B ( L o w N o i s e B l o c k ) 的电性能测量方法。 测星项目不一定局限于本标准的内容， 当需要进行附加的测量时， 应由有关方面商定 2 概述 必须标明放大器的输入和输出端口。 对于任何辅助网络， 如射频滤波器、 射频开关或定向锅合器也 要加以说明。 这些分系统的接口 位置应予 统一。 除非另有规定或经同意， 否则， 加于低噪声放大器输入端的测试信号电平应与其工作电平 相
3、接近， 或者应足够低， 以便确保不使放大器出现增益压缩或损坏。 当低噪声放大器从一信号源或负载转换到另一信一号 源或负载时， 以及当过载到规定的极限时. 应保 持电性能稳定; 当转换结束或过载信号消除后， 放大器应自 动恢复到原来的稳定工作状态 3 功率增益 见木系列标准G B 1 1 2 9 9 . 2 “ 射频范围内的测量” 的第5 章。 如果需要， 可将输入信号从一低电 平逐渐增大到最大工作电 平， 以便得到输出电 平与输入电平的关 系曲线， 根据此曲线可得到放大器的增益压缩特性和饱和电平。 4 增益不稳定性 4 门定义 增益不稳定性定义为: 在给定频率 匕 ， 偏离标称增益的实际增益随
4、时间的变化， 通常分为短期 约 - 分钟) 不稳定性和中期( 约一小时) 不稳定性， 及长期( 约一 天) 不稳定性。 4 . 2 测量方法 除了 在测量设备配置中增加一台X - Y记录仪以记录增益随时间的变化之外. 测i j 1 方法与本系列标 准第一部分第二节“ 射频范围内的测量; 第5 . 2 条的功率增益测量方法相同， 如果需要. 叮在给定的不同 输入频率上重复测量几次。 中华人民共和国电子S业部1 9 8 9 一 0 3 一 0 1 批准1 9 9 0 一 0 1 - 0 1 实施 G B 1 1 2 9 9 . 7 - 8 9 4 . 3 结果表刁 ; 法 以曲线或文字说明在给定的
5、频率与时间内增益变化多少分贝。 4 . 4 i 规定的细节 当要求7 士 行本项测 it 时， 设备技术条件， ， 应包括 F 列内容: 输入的测试信号频率; 环境条件; 测里的时间和时间间隔。 5 振幅/ 频率特性 5 ， 1 定义 振幅 频率特性定义为: 当输入电平保持恒定时， 输出电平和基准电平之比( 以分贝表示) t j 频率的 关系， 基准电平是指给定频率上的输出电平， 输入信号的频率与输出信号 的频率可以相差一固定值。 该定义只适用于线性或准线性的放大器和低噪声组合体。 5 . 2 测袱方法 优先采用扫频测量法， 如图1 所示， 也可采用逐点测量法， 但比较费时， 井且选定的频率点
6、之即隔度 可能会发生变化， 而这些变化可能未检测到， 扫频法和逐点测量法均可采用射频或中频替代技术 5 . 3 结果表小法 在用扫频测量法时， 测量结果应用照片或曲线表示 当测里结果不用图形表示时。 应按下例表不: “ 振幅/ 频率特性在3 . 7 -4 . 2 U H z 范围内， 相对于3 . 9 5 G H : 的幅度， 在+0 . 3 一一。 . 6 d B之内” 用逐点测量法测量时， 测量结果可以列表或用文字说明表示 当测Ii 出的特性存在明显的波动时， 应指出它们的幅度峰一 峰值( 分贝) 及其对应的W带 5 . 4 要规定的细节 当要求进行木项测量时. 设备技术条件中应包括下列内
7、容: a . 允许的幅度变化范围; b . 频率范围; c 荃 准 频率 6 噪声温度 6 . 1 定义 低噪声放大器的噪声温度定义为该放大器输入端I 1 的等效噪声温度( 7 ) . 单 位是K 6 . 2 测l _ 力 一 法 山于 是测量低噪声温度， 建议采用热/ 冷负载法( Y因I - 法) ， 推荐其中的中频可变衰减器法， 如图2 所示 低噪声放大器的噪声温度， 应在规定通带内指定的频率上测量， 由1 - 锤个频率点上所测出的噪声温 度实际是平均噪声温度， 为了 保证测量结果的真实性， 因此在测量低噪声放大器通带的 卜 、 下 限频率点 的噪声时， 测试系统的本振频率应这样选择: 当
8、在通带下限测量时， 选用高本振频率; 当在通带L 限测量时， 选用低本振频率。 因为被测放大器的噪声温度是以其输入端口为基准确定的， 所以计算也要以该端r l 的热 冷负载噪 声温度为萃准， 如果热、 冷负载与被测放大器之间接有传输线或其他器件， 则必须考虑它们的形响 ri !il I I +: y骤如下: x . 参照图2 ， 将冷负载与被测放大器的输人端L I 连接， 调整精密可变衰减器， 使指示器得到接近满 G B1 1 2 9 9 . 7一 8 9 刻度的读数 I. 记录I 。 和以分贝表示的衰减器读数A , o b . 断开冷负载， 将热负载与被测放人器的输入端门 连接. 调整精密可
9、变哀减器. 使指 卜 V私 行I 相 同的读数I， 并记录以分贝表示的衰减器读数A , . 以分贝 表不的Y因子山 卜 式给出: Y( d B )= P , ( d B)一 P . ( d B )一A , ( d B )一A , ( d B ) 式中:尸 和 尸当被测放大器的输入端日分别与热和冷负载连接时其输出端日的噪声功冷 根据 Y ( d B ) 得到 Y因子: Y= 1 0 旱 。 。 . tZ 知道了Y因子， 则被测放大器的等效输入噪声温度( T , ) 可由式( 3 ) 计劝 了 一 Y r l Y 一1 式中:T F 热负载的噪声温度; 了 ，一 冷负载的噪声温度 6 . 3 结果
10、表不法 测At结果以等效输入噪声温度( T) 为纵坐标， 以测试频率( f ) 为横坐标 画出曲线或列表表示 64 要规定的细节 当要求进行本项测量时， 设备技术条件中应包括下列内容: 所需的测量设备配置的精度; b . 实施测量的频率范围; 。加于被测放大器的最大输入电平 7 输人和输出回波损耗 7 门定义和 一 般考虑 低噪声放大器的输入( 或输出) 回波损耗( L ) 或电压驻波比( V S WR ) 是表征其输入( 或输出) 阻抗 ( Z ) 与标称阻抗( Z o ) 的匹配程度， 回波损耗( I , ) 由下式给出: I. 一 20 lo g ,。 一Z + ZZ - Z (d B
11、) 也可表示为: : 一 : 。 lo g , ， 1 1 1 ( d B ) 一NI 式中: 尸 阻抗( Z ) 相对于标称阻杭( Z ) 的电压反射系数; 即: 夕 = . ， . ， 。 (5 回波损耗( L ) 与电压驻波比( V S WR) 的关系如下: 1 . = 2 0 l o g VS WR + 1 VS WR 一 1 ( d B) 7 . 2测R方法 可采用扫频法或逐点测里法进行测量， 但逐点测量法需要进行大量的测址, 耗时长， 两种测址 都可采用测量线技术或反射计技术， 采用高精度的测量设备时， 测出的电压驻波比的精度约在。 内。 u 1 岔 图3 T出用反射计测量回波损耗
12、的典型设备配置， 用四端口定向耙合器获得入射功率和反射叻洲内 取样 测出每个频率上反射系数的幅值。 为了 校准测试设备， 用短路器来替代被测放大器， 调整衰减器使其模拟已知的回波报耗. 例如， ， 出 G B 1 1 2 9 9 . 7一8 9 衰减对应 = 2 6 d B回波损耗， 这种校准方法比必须知道检波律的方法更可取 如果在被测频段内入射波的电平非恒定. 校准时应调整在有关状态 卜 记录校准曲线 ; 1几 :、 i可达到精度由定向网络方汗 住超过被测回波损耗的程度决定， 例如4 0 d B方向性能使被测的2 6 d B回波报 耗的测量精度达到1 . 6 - +1 . 9 d I 3 ,
13、 队 若反射计能同时测量幅度和相位则可用来显示阻抗圆图 7 . 3 结果表示法 测星结果应以曲线或标定的示波器完整显示的照片表小。 当测址结米不用图形表示时. 应按下列表示: “ 在3 . 7 -4 . 2 G H z 范围内， 输入回波损耗大于2 0 d B “ 应给出所有情况 卜 的最大误差。 了 . 4 要规定的细一T 7 当要求进行本项测量时， 在设备技术条件中应包括下列内容 a . 标称阻伉: 卜 . 允许的最小回波损耗: 。 . 频率范围凸 8 带外信号对增益压缩和噪声温度的影响 8 门定义和一般考虑 带外信号主要指发射机泄漏的信号以及频率处于低噪声放大器通带之外的其他干扰信号，
14、带外信 号会造成噪声放大器的增益压缩并使其噪声温度增加， 其影响程度与带外信号的频率和电平有关 8 . 2 测量方法 利用合适的定向网络将规定频率和电平的带外信号， 与所需的测试信号一起加到放大器的输入端 如1 1 4 所示. 测量步骤叮 参照本标准的第3 章和第6 章进行。 8 . 3 结9 表示法 测Q 结果应按下例表示: “ 当输入频率为6 . 2 2 5 G H z 、 电平为0 d B m的带外信号时， 放大器的增益压缩0 . 2 d B 、 噪声温度增加 3 . 5 K“ 8 . 4 要规定的细 I 当要求进行本项测量时， 设备技术条件中应包括 下 列内容: 带外信号的频率范围与电
15、平; 允许的增益压缩和噪声温度增加的最大值。 9 群时延了 频率特性 见木系列标准G B 1 1 2 9 9 . 2 “ 射频范围内的测量” 第7 章。 1 0 多载波互调比 见本系列标准G B 1 1 2 9 9 . 2 “ 射频范围内的测量” 第8 章 当侧址低电平互调产物时， 可将本系列标准第一部分第二节“ 射频范围内的测幼” 的图3 1 扫 的第一个 定向锅合器端接的射频负载改为冷负载， 以减少残余噪声电平J 1 1 调幅厂 调相转换系数 1 1 . 1 定义 G B 1 1 2 9 9 . 7 一8 9 调幅/ 调相转换系数定义为: 当输入频率给定时， 输出信号的相移对输入信号电平的
16、阶详数， 以 度/ 分贝 表示 1 1 - 2 测量方法 调幅/ 调相转换系数可用静态法测量、 也可用动态法 N 量. 推荐采用释态法. 因其测t , . 设备配仪较简 单， 测量设备本身由于电平变化引起的相移误差也容易校准。 测量设备配置如图5 所示， 其中采用台合适的相位计， 例如网络分析仪或矢址电I f . 表. 以松测山 - 输人信号电平变化( 例如1 . 0 d B ) 所引起的被测放大器输出信号的相位变化。 进行侧缺之前， 应当确定测量设备本身( 特别是衰减器和相位计) 由于电平变化所引起的扣移误旅. 为使测童设备所造成的相移最小. 应采用一台合适的衰减器， 例如波导旋转式精密衰减
17、器 们. 3 结果表示法 测量结果以度2 分贝为单位， 最好用调幅/ 调相转换系数与在份 一 给定频率 卜 的输入信号电平的关 系曲线来表示 们. 4 要规定的细节 当要求进行本项测量时， 设备技术条件中应包括下列内容: a . 所用的测量方法; b . 输入射频信号的电平与 频率; c允许的最大调幅/ 调相转换系数 1 2 环境温度对增益和噪声温度的影响 1 2 . 1 定义和一般考虑 环境温度对低噪声放大器的增益和噪声温度的影响系指: 在规定的温度范围内， 偏离标称值 在规 定的室温下测量) 的实际增益和噪声温度随rM度的变化。 1 2 . 2 测量方法 除 f 需将被测放大器I . 于温
18、度可 调节的温箱内之外， 其余参见本标准的第3 和第6 章 1 2 , 3 结果表T法 测量结果最好用曲线表示。 当测量结果不用图形表示时， 应按下 例表示: “ 在一4 0 -+5 5 C 、 的温度范围内， 增益变化小于( 或等于) 士1 . 5 d B , 噪声温度变化小于( 或等于) 士2 0 K“ 1 2 . 4 要规定的细节 当要求进行本项测量时， 设备技术条件中应包括 ! 列内容 a所用的测量方法: b允许的增益与噪声温度变化值; c . 测1的温度范围; d . 测量的频率范围 扫频信号 发牛 器 精密可变 衰减器 检波器 示;7 4 : 器 或XY记、 n 仪 图 1 扫频法
19、测量振幅/ 频率特性的设各配v G B 1 1 2 9 9 . 7 一 8 9 图 2 热/ 冷负载Y因子中频可变衰减器法的测里设备配Y 1 _ I 1 Y 夕 r ; 波 器 反射功率取样 1|丁 扫描信弓 扫 领 发 牛 器 射濒 射 频 IA A 离 器 I 自动电平控制 ( 按需设 S“ i ) 匕_ _ A )A -_ 校准时用知路器 稀代被测放大器 输入监控 ( 按需设趾) 图 3 反射计测量回波损耗的典型设备配置 ) 扫频信14 发2 ! 几 器 可 变 褒减 粉检彼器 小波器或 X Y 记录仪 射领转 换 开 关霎 翼 射频转 换 开关 YL, /fJh 41 信 号 发 进
20、器 隔离器 卜 变频 器 精密可变 哀减器 信号电平 4 片; 器 图 4 测量带外信号对增益和噪声温度影响的典型设备配粉 G B 1 1 2 9 9 . 7 一8 9 1, 7k k 2S 定 向 联 合 器 可变射频 衰减器 相 下 认门 图 。 静态法测量调幅/ 调相转换系数的设备配贵 附加说明: 本标准由电f 工业部第五十四研究所负责起草。 *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 提供优质文档， 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件， 请发站内 信和我联系！我一定帮你解决！ 本人有各种国内外标准 20 余万个， 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准，全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址：豆丁下载网址： http:/