CN107171746A - 一种太赫兹频段噪声温度测量校准*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太赫兹频段噪声温度测量校准***，包括太赫兹黑体、转台、待测接收机、功率检测模块和控制中心；太赫兹黑体包括第一黑体和第二黑体，第一黑体和第二黑体均设置在转台上，且二者之间设有隔离挡板；控制中心控制太赫兹黑体的温度，控制中心控制转台与待测接收机相对移动，使得第一黑体和第二黑体分别朝向待测接收机，并由待测接收机获取功率信号；功率检测模块获取待测接收机发出的功率信号，并传递给控制中心，控制中心根据功率信号对待测接收机进行测量校准。该测量校准***能够对太赫兹接收机进行准确的测量校准，该校准***具有较宽的频率覆盖范围，可重复性好，测量精度高。

Description

一种太赫兹频段噪声温度测量校准***

技术领域

本发明涉及无线电通信技术领域，具体地，涉及一种太赫兹频段接收机低以及功能器件如噪声放大器、混频器的噪声温度测量校准***。

背景技术

随着对电磁波谱的不断探索，人类对电子学和光学获得了充分的认识，并且通过对电子学和光学的研究，研发了各种器件，形成了两大较为成熟的研究和应用技术。一个是微波毫米波技术，另一个是光学技术。

微波毫米波技术在雷达、射电天文、通信、成像、导航等领域得到了广泛的应用；光学技术的应用已渗透到人们日常生活的方方面面。然而毫米波和光频段之间，还存在着丰富的未被充分开发的频谱资源，也就是太赫兹频段。随着太赫兹技术的发展，太赫兹生物应用、医学应用、成像应用、大气科学、环境科学、通信技术和安全检测等等流域都开始走向成熟，太赫兹接收机***是其中不可或缺的重要组成部分。

太赫兹接收机的主要功能是将天线接收到的由目标反射回来的微弱射频信号进行放大、预选、变频、滤波等处理，使目标发射回来的微弱射频信号变成足够幅度的视频信号或数字信号，以满足数字处理的需要。回波信号动态范围大，接收机在整个工作中都应保持回波信号原有的幅度和相位信息，这就要求接收机灵敏度高、噪声系数低、增益高。

灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力，接收机的灵敏度越高，能够接收到的信号就越弱。灵敏度的大小主要又取决于接收机的内部噪声性能。通常用噪声温度来衡量接收机的内部噪声性能。

接收机噪声温度的测试和校准目前没有一套***工具可以自动完成。这个领域目前仅支持频率140GHz以下的接收机噪声温度测试，并在不同频段提供一些手动的测试方案。目前对太赫兹接收机及相关器件噪声温度进行定标校准一直缺乏有效和权威的技术手段，测试的准确性和可重复性也一直是噪声温度测试的难题。

因此，如何设计一种可重复且准确性高的测试方式，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种太赫兹频段噪声温度测量校准***，该测量校准***能够对太赫兹接收机进行准确的测量校准。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种太赫兹频段噪声温度测量校准***，包括太赫兹黑体、转台、待测接收机、功率检测模块和控制中心；所述太赫兹黑体包括第一黑体和第二黑体，所述第一黑体和所述第二黑体均设置在所述转台上，且二者之间设有隔离挡板；所述控制中心控制所述太赫兹黑体的温度，所述控制中心控制所述转台与所述待测接收机相对移动，使得所述第一黑体和所述第二黑体分别朝向待测接收机，并由所述待测接收机获取功率信号；所述功率检测模块获取所述待测接收机发出的功率信号，并传递给所述控制中心，所述控制中心根据所述功率信号对所述待测接收机进行测量校准。

可选的，所述转台包括电机、控制器、支撑平台和支撑板，所述支撑平台安装在所述电机的输出端，所述第一黑体和所述第二黑体分别由两个所述支撑板固定在所述支撑平台上；所述控制中心通过所述控制器控制所述电机，所述电机带动所述转台转动或移动。

可选的，所述支撑平台为圆形平台或方形平台。

可选的，所述待测接收机通过移动组件设置，所述控制中心控制所述移动组件移动，使得待测接收机分别与所述第一黑体和所述第二黑体相对。

可选的，所述太赫兹黑体为吸波材料制成的黑体，所述吸波材料的温度精确可控，且所述吸波材料在太赫兹频段具备极低的反射率。

可选的，所述第一黑体和所述第二黑体分别为高温黑体和常温黑体，或者为高温黑体和低温黑体，或者为常温黑体和低温黑体。

可选的，所述控制中心包括转台控制模块、温度控制模块和数据处理模块；所述转台控制模块控制所述转台的转动；所述温度控制模块控制所述高温黑体或所述低温黑体的温度；所述数据处理模块根据对所述功率信号和所述太赫兹黑体的功率数据进行处理，对所述待测接收机进行测量和校准。

可选的，所述数据处理模块采用Y因值算法对数据进行处理计算。

本发明提供的太赫兹频段噪声温度测量校准***，包括太赫兹黑体、转台、待测接收机、功率检测模块和控制中心；太赫兹黑体包括第一黑体和第二黑体，第一黑体和第二黑体均设置在转台上，且二者之间设有隔离挡板；控制中心控制太赫兹黑体的温度，控制中心控制转台与待测接收机相对移动，使得第一黑体和第二黑体分别朝向待测接收机，并由待测接收机获取功率信号；功率检测模块获取待测接收机发出的功率信号，并传递给控制中心，控制中心根据功率信号对待测接收机进行测量校准。

太赫兹黑体为精确的标准黑体，能够获得准确的黑体温度，该校准***利用了太赫兹黑体的这一特点对太赫兹接收机进行校准，使用过程中，使两个太赫兹黑体分别朝向待测接收机，待测接收机分别获取两个太赫兹黑体的温度信号，待测接收机获取温度信号后，发出一定的功率信号，功率检测模块获取待测接收机发出的功率信号并传递给控制中心，控制中心对功率信号进行处理，就能够计算待测接收机的噪声温度可以依照检测结果对太赫兹接收机进行校准。该校准***具有较宽的频率覆盖范围，可重复性好，测量精度高。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所提供的太赫兹频段噪声温度测量校准***的示意图；

图2为本发明所提供的太赫兹频段噪声温度测量校准***的转台一种具体实施方式的结构示意图；

其中，图1和图2中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

第一黑体1；第二黑体2；隔离挡板3；支撑平台4；支撑板5。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参考图1，图1为本发明所提供的太赫兹频段噪声温度测量校准***的转台一种具体实施方式的结构示意图。

一种具体的实施方式中，本发明提供了一种太赫兹频段噪声温度测量校准***，包括太赫兹黑体、转台、待测接收机、功率检测模块和控制中心；所述太赫兹黑体包括第一黑体1和第二黑体2，所述第一黑体1和所述第二黑体2均设置在所述转台上，且二者之间设有隔离挡板3；控制中心控制太赫兹黑体的温度，控制中心控制转台与待测接收机相对移动，使得第一黑体1和第二黑体2分别朝向待测接收机，并由待测接收机获取功率信号；功率检测模块获取待测接收机发出的功率信号，并传递给控制中心，控制中心根据黑体温度和功率信号等计算结果对待测接收机进行测量校准。

太赫兹黑体为精确的标准黑体，能够获得准确的黑体温度，该校准***利用了太赫兹黑体的这一特点对太赫兹接收机进行校准。在所述转台上，第一黑体1和第二黑体2由隔离挡板3隔开，避免二者之间的温度相互影响，第一黑体1和第二黑体2二者温度不同。如果为常温黑体，则黑体的温度始终保持不变；如果为高温黑体或低温黑体，则黑体的温度可调，并由控制中心控制，其中，高温黑体的最高温度不超过90摄氏度。

使用过程中，转台与待测接收机相对移动，可以是转台动，接收机不动，也可以是转台不动，接收机移动，使得第一黑体1朝向待测接收机时，待检接收机获取第一黑体1的温度信号，此时待测接收机发出一定的功率信号，功率检测模块获取待测接收机发出的功率信号并传递给控制中心，控制中心对功率信号进行处理，确定待测接收机的检测结果是否准确；

然后，控制中心控制转台与待测接收机相对移动，使得第二黑体2朝向待测接收机时，待测接收机获取第二黑体2的温度信号，并发出一定的功率信号，功率检测模块获取待测接收机发出的功率信号并传递给控制中心，控制中心对功率信号进行处理，确定待测接收机的检测结果；并依照检测结果对待测接收机进行校准。

该校准***能够对接收机***还可以对噪声放大器、混频器等功能器件进行噪声温度测量校准。该校准***具有较宽的频率覆盖范围，频率覆盖范围可达到80—1000GHz，太赫兹黑体为标准体黑体，该校准***可重复使用，重复性好，且测量精度高。

进一步具体的实施方式中，所述转台包括电机、控制器、支撑平台4和支撑板5，所述支撑平台4安装在所述电机的输出端，所述第一黑体1和所述第二黑体分别由两个所述支撑板5固定在所述支撑平台4上；所述控制中心通过所述控制器控制所述电机，电机带动转台转动或移动。

电机控制支撑平台4转动或移动，第一黑体1和第二黑体2均设置在支撑平台4上，支撑平台4转动时改变第一黑体1和第二黑体2的位置，使二者以此分别朝向待测接收机。控制中心通过控制器控制电机，进而间接控制支撑平台4的转动或移动。

具体的，支撑平台可以为圆形平台，也可以为方形平台，或者为其他结果的平台。

另一种具体的实施方式中，待测接收机通过移动组件设置，控制中心控制移动组件移动，使得待测接收机分别与第一黑体1和第二黑体2相对。此实施方式中，通过移动组件移动待测接收机，转台保持不动，也可以分别获得第一黑体1和第二黑体2的频率信号。

一种优选的实施方式中，所述太赫兹黑体为吸波材料制成的黑体，所述吸波材料的温度精确可控，且吸波材料在太赫兹频段具备极低的反射率。

太赫兹黑体为吸波材料制成的黑体，选择太赫兹频带上具备超低反射率的吸波材料，同时要求吸波材料具备均匀及精确可控的温度。由该材料搭建精确的黑体温度控制及测量***，在改变黑体温度的同时要求黑体保持超低反射率。

在具体的实施方式中，第一黑体1和第二黑体2分别为高温黑体和常温黑体，或者为高温黑体和低温黑体，或者为常温黑体和低温黑体。

常温黑体的温度保持不变，高温黑体和低温黑体的温度是可变的，高温黑体和低温黑体的温度由控制中心控制。

上述各具体的实施方式中，控制中心包括转台控制模块、温度控制模块和数据处理模块；转台控制模块控制所述转台的转动；温度控制模块控制高温黑体或低温黑体的温度；数据处理模块根据对功率信号和太赫兹黑体的功率数据进行处理，对待测接收机进行测量和校准。

进一步具体的实施方式中，数据处理模块采用Y因值算法对数据进行处理计算。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，包括太赫兹黑体、转台、待测接收机、功率检测模块和控制中心；所述太赫兹黑体包括第一黑体和第二黑体，所述第一黑体和所述第二黑体均设置在所述转台上，且二者之间设有隔离挡板；所述控制中心控制所述太赫兹黑体的温度，所述控制中心控制所述转台与所述待测接收机相对移动，使得所述第一黑体和所述第二黑体分别朝向待测接收机，并由所述待测接收机获取功率信号；所述功率检测模块获取所述待测接收机发出的功率信号，并传递给所述控制中心，所述控制中心根据所述功率信号对所述待测接收机进行测量校准。

2.如权利要求1所述的太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，所述转台包括电机、控制器、支撑平台和支撑板，所述支撑平台安装在所述电机的输出端，所述第一黑体和所述第二黑体分别由两个所述支撑板固定在所述支撑平台上；所述控制中心通过所述控制器控制所述电机，所述电机带动所述转台转动或移动。

3.如权利要求2所述的太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，所述支撑平台为圆形平台或方形平台。

4.如权利要求1所述的太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，所述待测接收机通过移动组件设置，所述控制中心控制所述移动组件移动，使得待测接收机分别与所述第一黑体和所述第二黑体相对。

5.如权利要求1所述的太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，所述太赫兹黑体为吸波材料制成的黑体，所述吸波材料的温度精确可控，且所述吸波材料在太赫兹频段具备极低的反射率。

6.如权利要求1至5任一项所述的太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，所述第一黑体和所述第二黑体分别为高温黑体和常温黑体，或者为高温黑体和低温黑体，或者为常温黑体和低温黑体。

7.如权利要求6所述的太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，所述控制中心包括转台控制模块、温度控制模块和数据处理模块；所述转台控制模块控制所述转台的转动；所述温度控制模块控制所述高温黑体或所述低温黑体的温度；所述数据处理模块根据对所述功率信号和所述太赫兹黑体的功率数据进行处理，对所述待测接收机进行测量和校准。

8.如权利要求7所述的太赫兹频段噪声温度测量校准***，其特征在于，所述数据处理模块采用Y因值算法对数据进行处理计算。