太赫兹噪声源研究进展

噪声源是一种产生可控(频率及功率可控)噪声的装置,是器件研发环节中的重要工具。太赫兹噪声源在太赫兹器件噪声系数测试、星载微波辐射计标定、成像和波谱分析等方面具有重要的应用。本文系统地梳理了国内外太赫兹噪声源的发展及研究近况,分析了基于热力学、电子学和光子学太赫兹噪声源的技术特点,并对其未来发展方向进行了展望。

微波噪声源定标方法及不确定度的分析

噪声系数测量的一个关键指标就是测量不确定度,测量时所用的噪声源的是引起噪声系数测量不确定度的一个明显因素。精确的噪声源的定标可使噪声系数的测量不确定度减至最低的程度,因此它是获得高质量的噪声系数测量的关键因素。本文介绍一种用N2002A噪声源定标装置[1]对微波噪声源超噪比定标的方法,全面分析了引起定标不确定度的因素。最终对微波智能噪声源做了测试,并给出测试结果。

噪声源测量中修正转接头误差的一种方法

采用Y系数法对转接头的效率进行了测量，并分析了该方法对于噪声源输出噪声功率测量不确定度的影响。试验中采用同轴噪声测量系统对一个波导接头的气体放电管噪声源进行测量，由于使用了波导同轴转换接头，使其超噪比的测量不确定度由同轴系统的0．20dB增加到0．23dB。结果表明该方法可以简单而有效地修正转接头引入的误差。

APD传感器在多重噪声因素作用下最优倍增因子的确定方式

首先介绍了APD传感器的传感原理,接着对APD传感器工作时产生的几种噪声情况进行了详细的分析。基于对APD传感器的信噪比和等效噪声功率的分析和计算,给出了APD传感器在多重噪声因素作用下的最优倍增因子确定方式及其相对应的噪声等效功率的求算方法。讨论分析了APD传感器的雪崩增益与光电变换信噪比的关联特征,归纳了在入射光功率和噪声因素变化时,最优倍增因子的变化规律。参照结论,可以方便地确定APD倍增因子的最佳数值,并得到相应的噪声等效功率水平。这对于确定和控制APD传感器的光电信息变换特性,以及进行后续低噪声接口电路设计,具有理论引导意义和实际应用价值。

射电阵列天线和接收机性能综合测试方法

首先回顾了在现场射电望远镜天线性能的Y系数测量方法,指出如略加改进并利用射电望远镜自身接收机作测试接收机,则即能测出天线性能,又能测出接收机性能,详尽描述了这种改进方法。测量方法是模拟接收机输入端分别连接到50Ω终端、噪声源及天线输出端,且天线分别指向冷空和太阳。由测量方法得出4个传输方程,进而导出模拟接收机系统噪声温度、天线噪声温度、模拟接收机增益及天线增益与测试数据紧密联系的表达式。以一个射电望远镜测试数据为依据,算出相应系统参数并与设计指标要求进行了比对。小结中列出这种方法的优点,同时也讨论了现场测量天线增益的方向图法。

高超噪比宽带毫米波噪声信号光子学产生研究

受电子器件工作频率及功率的限制,传统电子学方法产生的噪声源的超噪比通常小于20 dB,针对这一问题,本文提出了一种基于非相干光拍频产生高超噪比宽带毫米波噪声技术。首先,用两个光滤波器对宽带放大自发辐射光源进行滤波整形。将获得的两束频率不同的放大自发辐射光耦合进入光电探测器进行拍频,从而产生电噪声信号。理论分析发现,通过调节拍频光的光谱线型、线宽与功率,在当前的高速光电探测器响应水平下,可获得超过50 dB的高超噪比毫米波噪声源。在利用数值方法分析影响噪声源超噪比主要因素的基础上,通过实验方法产生了超噪比大于50 dB的毫米波噪声信号。如果采用更高速的光电探测器,这一技术可在毫米波乃至太赫兹波段构建大超噪比的噪声源。

噪声系数的测量方法

介绍了噪声系数的几种测量方法,重点分析了实际工程中常用的基于噪声分析仪的Y因子法测量噪声系数的原理和基于频谱分析仪的增益测量方法。测量不确定度是噪声系数测量中的一个关键指标,在增益测量法的论述中,从理论的角度详细阐述了影响噪声系数不确定度的因素和测量不确定度的定标方法,并介绍了使用该方法测量噪声系数的一些注意事项。

基于过量功率谱减的语音增强算法研究

针对在弱语音信号输入和低信噪比情况下,传统的谱减法处理后的语音性能下降的问题,本文提出了一种基于过量功率谱减的方法来增强带有白噪声的语音信号,其处理后产生的纯音噪声,可以利用中心限幅的方法加以高效的限制.同时,该方法使得信噪比提高了8dB.

噪声源校准方法及不确定度分析

噪声系数测量的一个关键指标就是测量不确定度,测量时所用的噪声源是引起噪声系数测量不确定度的一个明显因素。噪声源的精确校准可以有效地降低噪声系数的测量不确定度,因此它是获得高质量的噪声系数测量的关键因素。介绍了两种对微波和毫米波噪声源超噪比进行校准的方法,分别是Y因子法和增益法,并全面分析了引起校准不确定度的因素。

如何用频谱仪测量噪声源的超噪比

频谱分析仪是一种通用测试仪器,除了可以测量信号频谱,频率、功率和谐波外,还可以利用其高准确度幅度测量和极低的本底噪声来校准噪声源。本文给出了具体方法和计算表达式,并且分析了测量的不确定度。根据分析结果,认为用频谱仪校准噪声源在一定条件下是可行的。

用HP8970V(8975A)噪声系数测试仪校准噪声源超噪比的方法

本文作者结合实际工作的经验,提出了用HP8975A噪声系数测试仪校准噪声源超噪比的几种方法,并给出了试验结果和不确定度分析。

130~170 GHz平坦毫米波噪声信号产生技术

本文提出了一种基于三束非相干光混频产生D波段平坦毫米波噪声信号的方法.通过设置与调节三束光的中心波长与滤波光谱宽度,利用高速光电探测器同时实现光生毫米波噪声信号的频率范围与功率谱平坦度有效可控.理论分析了三束高斯型非相干光的中心波长差、滤波光谱宽度与预设频段噪声功率谱平坦度的关系.实验中,以单行载流子光电探测器(UTC-PD)为光混频器,在130~170 GHz产生了超噪比(ENR)>35 dB、平坦度低至±2.5 dB的D波段毫米波噪声信号.