SU1298695A1 - Измеритель спектра фазовых шумов СВЧ усилител - Google Patents

Abstract

Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и точности при определении спектра фазовых шумов СВЧ-усилител  вблизи несущей частоты. Измеритель содержит СВЧ- генератор 1, двойной направленный ответвитель 2, исследуемый СВЧ-уси- литель (ИУ) 3, компенсатор 4 несущей СЕЧ, СВЧ-усилитель 5, модул тор 6фазы, направленные ответвители 7и 9, сумматор 8 мощности, детектор 10, предварительный усилитель 11 промежуточной частоты, компенсатор 12 несущей промежуточной часто-, ты, усилитель 13 промежуточной частоты , низкочастотный ана:шзатор 14. спектра, аттенюаторы 15, 17 и 20. фазовращатели 16, 18 и 21, генератор 19 промежуточной частоты и высокочастотные анализаторы 22 и 23 (ВЧА) спектра. Колебани  СВЧ-генератора 1 при прохождении их через ИУ 3 модулируютс  по амплитуде и фазе его низкочастотными шумами. Спектральна  составл юща  несущей частоты в компенсаторе 4 подавл етс  на 30-40 дБ. Подавление несущей равнозначно увеличению измер емых щумов на 30-40 дБ, При индексе модул ции модул тора 6, равном 2,406, несуща  полностью подавл етс , что наблюдаетс  на ВЧА 22. В сумматоре 8 несуща  восстанавливаетс  с поворотом фазы на 90 относительно ее первоначального значени . После детектировани  и усилени  в компенсаторе 12 вьщеленные детектором 10 колебани  несущей промежуточной частоты подавл ютс  на 60- 70 дБ. В результате мощность составл ющих спектра, обусловленных шумами НУ 3, увеличиваетс  на 60-70 дБ по отношению к мощности несущей. Анализатор 14 осуществл ет анализ. 1 ил. Q (Л с: ю 00 CR :о :п

Description

1

Изобретение относитс  к технике измерени  на СВЧ и может использовать-- с  при измерении шумовых составл ющих спектров колебаний приборов СВЧ вблизи несущей.

Цель изобретени  - повьапение чувствительности и точности при измерении спектра фазовых шумов СВЧ-усили- тел  вблизи несущей частоты.

На чертеже приведена структурна  электрическа  схема измерител  спектра фазовых шумов СВЧ-усилител ,

Измеритель содержит СВЧ-генератор

1,двойной направленный ответвитель

2,исследуемый СВЧ-усилитель 3, компенсатор 4. несущей СВЧ, СВЧ-усилитель 5, модул тор 6 фазы, первый направленный ответвнтель 7 сумматор 8 мощности, второй направл енный ответвитель 9, детектор 10, предварительный усилитель 11 промежуточной частоты (ПУПЧ), компенсатор 12 несущей промежуточной частоты, усилитель 13 промежуточной ч астоты (УПЧ), анализатор 14 спектра промежуточной частоты , первый аттенюатор 15 и первый фазовращатель 16, третий аттенюатор . 17 и третий фазовращатель 18, генератор 19 промежуточной частоты (кварце- въй), второй аттенюатор 20 второй фазовращатель 21, высокочастотный анализатор 22 спектра, дополнитель- ньй высокочастотный анализатор 23 спектра.

Измеритель спектра фазовых шумов СВЧ-усилител  работает следующим образом .

Колебани  СВЧ-генератора 1 при прохождении их через исследуемый СВЧ-усилитель 3 модулируютс  по амплитуде и фазе его низкочастотными шумами. Составл юща  спектра несущей частоты в компенсаторе 4 подавл етс  на 30-40 дБ интерференционным способом колебани ми, ответвленными от СВЧ-генератора 1, регулировкой амплитудых этих колебаний аттенюатором 15 и поворотом их фазы на 180° фазовращателем 16. Это подавление наблюдаетс  на экране высокочастотного анализатора 22 спектра при выключенном генераторе 19 промежуточной частоты. При таком подавлении несущей отношени  мощностей боковых составл ющих спектра СВЧ-колебаний, обусловленных фазовыми тумами исследуемого СВЧ-усилител  3, к мощности несущей оказьшаютс  увеличенными на 30-40 дБ, Вспомогательный малошум 20

25

12986952

щий СВЧ-усилитель 5 служит дл  увеличени  уровней, всех составл ющих спектра подводимых к нему колебаний в том числе и несущей, подав- .

5 ленной на 30-40 дБ. Эти колебани  модулируютс  по фазе модул тором 6 с индексом модул ции, равным 2,405. Модулирующее напр жение подводитс  от генератора 19 высокостабильных

0 колебаний промежуточной частоты. После увеличени  в компенсаторе 4 измер емых В1умов на 30-40 дБ их уровни оказываютс  значительно большими фазовых шумов модул тора 6 и поэтому

S5 последними можно пренебречь. 1

При модул ции фазы СВЧ-колебаний

с индексомS равным 2,405, несуща  на выходе модул тора 6 полностью подавл етс , что наблюдаетс  высокочастотным СВЧ-анализаторон 22 спектра . Кажда  из дискретных боковых составл ющих спектра колебаний на выходе модул тора 5 фазы  вл етс  квазигармоническим колебанием, флуктуации фазы которого обусловлены фазовыми шумами СВЧ-генератора 1 и исследуемого СВЧ-усилител  3.

В сумматоре 8 несуща  восстанавливаетс  с поворотом фазы на 90 относительно ее первоначального значени ., Колебани  дл  восстановлени  несущей подвод тс  к сумматору 8 от СВЧ-генератора 1 через аттенюатор 17 и фазовращатель 18, Восстанов35 ленна  несуща  также  вл етс  квазигармоническим колебанием, флуктуа- ции фазы которого обусловлены только фазовыми щумами СВЧ-генератора 1. Восстановление несущей наблюдаетс 

40 дополнительньм высокочастотньм анализатором 23 спектра. При таком соотношении фаз между несущей и боковыми составл ющш-1и спектра колебаний , подводимых к детектору 10,

45 он оказываетс  фазовым, В результате фазового детектировани  СВЧ-колебаний , подводимых к детектору 10, на его выходе по вл ютс  квазигармонические колебани  промежуточной

50 частоты, частота несущей которых равна частоте генератора 19. Эти квазигармонические колебани  вьще- л ютс  и усиливаютс  по амплитуде ПУПЧ 11, Флуктуации фазы зтих ко55 лебаний обусловлены только флукту- аци ми фазы исследуемого СВЧ-уси- лител  3. Флуктуаци ми фазы колебаний генератора 19 пренебрегаетс  вследствие их малости по сравнению

30

31298695

на 30-40 дБ фазовыми уемого СВЧ-усилител  торе 12 колебани  неточной частоты подав70 дБ интерференционолебани ми от генерадимыми к второму входу 2 через аттенюатор 20 ь 21, Подавление несус  анализатором 14 одавление несущей приительному увеличению ношений мощностей боющих спектра, обуслови шумами исследуемого 3, к мо0щости несзлцей.

выхода компенсатора УПЧ 13 и анализиру- у анализатором 14 спекfO

5

то пе те пе вы вт ус ан ча ге вы uifi ат и те те сп вб но ко не вы сл хо 1да по ат и ду ног нап тел щей етс 35 исс вхо фаз кот тор с -в тор пра ный тра нап тел уси ком час вхо

тра.

При общем подавлении несущей на 90-110 дБ анализатором 14 спектра с динамическим диапазоном 50-70 дБ обеспечиваетс  возможность непосредственного измерени  уровней боковых составл ющих спектра вблизи несущей, обусловленных фазовыми шумам  исследуемого СВЧ-усилител  3, если уровни этих составл ющих не меньше величин пор дка минус 150-170 дБ/Гц относительно мощности несущей.

Построение измерител  по такой схеме позвол ет увеличить предельную чувствительность измерени , обеспечивает возможность непосредственного измерени  этих составл ющие спектра СВЧ-колебаний на рассто  ни-  х от несущей пор дка 10 Гц при полосе анализа промышленного анализатора спектра колебаний промежуточной частоты 3 Гц, позвол ет проводить непосредственное измерение боковых составл ющих спектра колебаний, обусловленных фазовыми шумами СВЧ-усилител , если мощность СВЧ-колебаний на выходе усилител  имеет величину пор дка долей - единиц микроватта, характерную дл  малошум щих входных СВЧ-усилитёлей.

Предлагаемое устройство позвол ет проводить измерение фазовых шумов , вносимых в СВЧ-колебани  любым четырехполюсником, например амплитудным ограничителем, аттенюатором и др.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измеритель спектра фазовых шумЪв СВЧ-усилител , содержащий СВЧ-генераfO

   5

   0

   5

   тор, последовательно соединенные первьй аттенюатор и первый фазовращатель , последовательно соединенные первый направленный ответвитель и высокочастотный анализатор спектра, второй направленный ответвитель, усилитель промежуточной частоты, анализатор спектра промежуточной частоты, последовательно соединенные генератор промежуточной частоты, выход которого соединен с управл ю- uifiM входом модул тора фазы, второй аттенюатор, и второй фазовращатель,, и детектор, отличающийс  тем, что, с целью повьшзени  чувствительности и точности при измерении спектра фазовых шумов СВЧ-усилител  вблизи несущей частоты, введены двойной направленньп ответвитель, вход которого соединен с выходом СВЧ-ге- нератора, а первый выход  вл етс  выходом дл  подсоединени  входа исследуемого СВЧ-усилител , второй выход соединен с входом первого атте- 1даатора, а к третьему подсоединены последовательно соединенные третий аттенюатор, третий фазовращатель и сумматор мощности, включенный между вторым выходом первого HanpaBj.eH- ного ответвител  и входом второго направленного ответвител , последовательно соединенные компенсатор несущей СВЧ, первый вход которого  вл етс  входом дл  подключени  выхода 5 исследуемого СВЧ-усилител , а второй вход подсоединен к выходу первого фазовращател , и СВЧ-усилитель, вход которого подключен к выходу компенсатора несущей СВЧ, а выход соединен с -входом модул тора фазы, выход которого соединен с входом первого направленного ответвител , дополнительный высокочастотньй анализатор спектра , подключенный к выходу второго направленного ответвител , последовательно соединенные предварительный усилитель промежуточной частоты и компенсатор несущей промежуточной частоты, выход которого подключен к входу усилител  промежуточной часто0

   0

   5

   0

   5

   ты, а второй вход соединен с выходом второго фазовращател , при этом выход усилител  промежуточной частоты подключен к входу анализатора спектра.промежуточной частоты,вход детектора соединен с выходом второго направленного ответвител , а выход - с входом предварительного усилител  промежуточной частоты.