HEMT太赫兹探测器响应度和NEP的检测与分析

在0.8～1.1 THz内,对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)太赫兹探测器的响应度和噪声等效功率进行了具体测试和分析。在太赫兹波辐射下,HEMT太赫兹探测器源漏端产生能被栅压灵敏调控的直流光电流。该型探测器在300 K和77 K下的电流响应度分别为83 mA/W和4.1 A/W,电压响应度分别为4 kV/W和50 kV/W,噪声等效功率分别达到22 pW/Hz0.5和1 pW/Hz0.5。采用两种较为典型的测量方法,通过对实验结果的比较,确定了影响该类型探测器的响应度和噪声等效功率的主要因素,并提出了增强响应度和降低噪声等效功率的具体措施。

Analysis on the Irregular and Asymmetrical Power/Ground Structure by PEEC Modeling

In order to provide some reference for the design of the power/ground system, a complicated power/ground system in time and frequency domains was analyzed, which is based on PEEC (Partial Element Equivalent Circuit). According to the actual requirements, characteristics of some common power/ground structures in time and frequency domains, such as SSN (Simultaneous Switching Noise), are obtained for the future research. The results show the first resonance point is changed with the structure of the power/ground networks.

低轨星座对静止轨道卫星同频干扰指标研究

随着全球低轨星座系统的快速部署及应用,非静止轨道卫星对静止轨道卫星系统的同频干扰问题日益凸显。为保护静止轨道卫星系统不受有害干扰,国际电联现行无线电规则中规定了非静止轨道卫星系统应满足的等效功率通量密度限值或干扰噪声比限值,但所适用频段及限值标准仍在不断修订完善中。为了精确定量评估低轨星座对静止轨道卫星的同频干扰,通过对等效功率通量密度限值和干扰噪声比限值的确定方法及演进历程进行研究,分析了上述限值与静止轨道卫星实际被干扰的对应关系,并以典型倾斜轨道星座和极地轨道星座为例,分析了不同干扰指标对卫星系统间干扰判定结果的影响,当静止轨道卫星系统的实际被干扰门限低于国际电联制定等效功率通量密度限值选用的参考门限时,建议低轨星座选择干扰噪声比限值作为开展频率干扰分析与判定的依据。

面向CMB偏振实验的220 GHz钛超导TES探测器技术研究

高灵敏度超导相变边缘探测器(Transition Edge Sensor,TES)在宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background,CMB)辐射B模偏振探测方面具有重要的应用前景。本文设计并制备了220 GHz频段8×8像元的天线耦合钛超导TES探测器,实验表征了刻蚀前钛超导TES探测器的低温热导和噪声特性。实验结果显示,钛超导TES探测器低温电声相互作用主导热导约为485.4 pW/K,同时钛超导TES探测器噪声等效功率优于5×10^(-17)W/Hz^(0.5)。原理上,钛超导TES探测器热导在刻蚀后会进一步减小,理论计算出刻蚀后钛超导TES探测器的热导约为38 pW/K,同时,其热起伏等效噪声功率理论值约为9.2×10^(-18)W/Hz^(0.5),因此,钛超导TES探测器在刻蚀后的噪声等效功率性能会进一步提升。

原子钟频率稳定度评估方法综述

原子钟通过稳定的频标来测量时间,但频标输出信号会受到不同来源噪声的影响,因此原子钟间相位偏差可以看作服从幂律∑hαfα的连续随机过程。该随机过程并非平稳的,一般是通过高阶的差分使得序列平稳化,常用的时域频率稳定度评估方法便是采用此种思路。幂律噪声实际是对白噪声过程进行微分和积分得来,不同幂律的噪声对应不同的随机微分方程,实际上幂律噪声的仿真也是通过白噪声基于此实现的。首先介绍了不同幂律噪声的鉴定方法,并结合文献给出常见幂律噪声对应的微分方程;然后介绍了不同频率稳定度评估方法之间的关系和其相应的传递函数,并简单总结了其置信区间的计算方法。该文的工作有助于构建原子钟随机模型和频率稳定度评估方法。

低轨点波束增强实现区域定位阻断分析

针对导航出站信号易被恶意用户利用来获取定位信息的问题,在保证区域外导航服务正常使用的前提下,分析卫星功率增强信号在压制模式下的阻断效果及实施条件:分析通过低轨卫星(LEO)增强实现区域定位阻断的模型,并研究区域定位阻断的评估方法;然后将用户接收等效载噪比做为评估定位阻断性能的核心指标;最后给出相应的载噪比门限的计算方法,用最小星上天线增益评价阻断实施条件。分别对二进制偏置载波(BOC)(1,1)、四相移相键控(QPSK)(10)和二相移相键控(BPSK)(5)调制信号进行阻断仿真。结果表明,对于低轨卫星实施的增强信号,至少需要15.69 dB的最小星上天线增益;星上增益大小与信号体制、播发干扰类型有关,也取决于信号的抗干扰能力;对于QPSK(10)调制信号,带限白噪声干扰需要27.93 dB的最小星上天线增益。

基于等效辐射声功率和形貌优化的车身结构噪声控制

以某车型白车身为研究对象,首先建立白车身结构有限元模型并验证其有效性;随后通过对模型进行等效辐射声功率分析,得到白车身关键板件对车内的辐射噪声水平,并识别贡献量较大的结构位置;再根据分析结果构建白车身形貌优化模型并进行计算求解;最后将优化前后白车身等效辐射声功率进行对比,优化后辐射噪声在分析频段内整体降低,且最大响应峰值降低3.8dB。研究结果表明,在汽车白车身设计阶段,基于等效辐射声功率分析和形貌优化设计可以有效地抑制结构的辐射噪声。该方法和思路可为工程领域相关的结构噪声分析和控制提供参考。

基于虚拟仪器技术的APD噪声等效功率测量系统

利用锁相放大器测量雪崩光电二极管(APD)特定工作频率下的噪声电压,使用示波器测量APD在调制光输入条件下的电压值,使用功率计测量输入调制光能量值,以此测出APD的噪声等效功率(NEP)。并在测量过程中利用截尾平均数、变异系数等统计方法消除噪声干扰。同时,利用LabVIEW图形设计软件制作了一整套自动测试程序。实际操作表明,该测量系统测量具有精度高、操作简单、运行稳定可靠、自动化程度高等诸多优点,获得了科研人员的一致好评,具有较高实用性。

红外探测器探测率的研究与分析

在介绍了红外探测器的组成与工作原理的基础上,分析了红外焦平面探测器的噪声等效功率、探测率对空间红外遥感器成像性能的影响,对红外焦平面探测器探测率的影响因素进行了深入研究。通过理论分析,探测率测量值受测试条件影响,积分时间、辐射源温度、背景辐射和1/f噪声等因素对探测器探测率的测试结果都有一定的影响。

等效辐射声功率在汽车NVH开发中的应用

以3种典型的国产轿车为例,分析归纳等效辐射声功率(ERP)的峰值与噪声传递函数(NTF)的峰值的一致性.分析了驾驶员右耳及右后乘客左耳的声压级,统计引起声压级未达标的激励源,在相同激励源作用下统计分析了各车型关键板件的ERP,结果表明在同频率下未达标激励源的50%,以上NTF超标峰值与某些板件ERP峰值一致.提出ERP目标值,根据模态进行结构优化,可使得ERP和NTF指标同时满足要求.在汽车NVH开发前期采用本文方法,可在白车身分析阶段及时发现问题,从而缩短开发时间.

特气室温红外探测器的噪声分析(英文)

由MEMS技术制备的特气室温红外探测器的噪声主要包括温度噪声、机械热噪声和背景噪声。从理论上建立了器件的基本热模型,推导得到器件的等效热熔和等效热导分别为8.1μJ/K和1.0×10-3W/K,温度噪声约为1.73×10-10W/Hz1/2;通过器件的工作机理和能量均分原理,推导得到热机械噪声的等效噪声功率约为9.96×10-9W/ Hz1/2,器件的背景噪声约为3 .22×10-11W/Hz1/2,从而得出器件的归一化探测率约为9 .03×106cm.Hz1/2/W。实验表明,器件的噪声中热机械噪声为主要噪声源,大小主要由浓硼硅薄膜的机械性能和器件结构决定,可以通过增大薄膜厚度,减小薄膜面积,从而增加薄膜的特征频率的方法来减小器件受外界振动的影响,但以降低器件的灵敏度为代价。另外环境振动噪声也对器件的影响很大。为了减小外界气压和温度变化的影响,提出了一种新型的双腔结构来减小和平衡外界环境变化引入的噪声。

平面天线在场效应晶体管太赫兹探测器中的应用

为了提高场效应晶体管太赫兹探测器的响应度并降低噪声等效功率,需要对探测器集成平面天线的结构进行合理设计与优化,本文对集成平面天线结构的场效应晶体管太赫兹探测器的研究进行了深入调研。首先,对场效应晶体管太赫兹探测器的工作原理进行了分析,介绍了集成平面天线如何解决耦合太赫兹波效率低的问题。然后,介绍了一些常用的平面天线结构,包括偶极子天线、贴片天线、缝隙天线、grating-gate和其他类型的结构,比较了各种天线的性能以及引入后对太赫兹探测器响应度的影响。通过对比不同天线结构的探测器响应度和噪声等效功率等参数指标,发现:采用平面天线结构之后,场效应晶体管太赫兹探测器的响应度有了大幅度的提升,各种类型的天线对探测器响应度都有不同程度的提升。本文着重介绍了几种集成于场效应晶体管的平面天线结构,包括各种天线的性能和研究进展,最后分析了场效应晶体管太赫兹探测器存在的问题和发展趋势。

非制冷微测辐射热计的特性参数

描述了非制冷微测辐射热计的电热效应 ,推导了响应率、噪声、噪声等效功率、噪声等效温差、探测率等特性参数的计算公式 ,结果表明 。

基于功率谱收敛的低压电力载波信道中的噪声检测与建模

在低压电力线载波信道中,复杂的噪声特性是阻碍低电压电力线载波通信广泛应用的主要原因之一,因此,准确的噪声模型对于设计和优化电力线通信系统具有重要意义;为了得到更加准确的噪声模型,给出一种等效背景噪声和功率谱收敛算法;通过对多组拟合参数的求解,并以归一化理论和噪声特性为基础,实现功率谱收敛算法对准确噪声模型的搭建;通过低压电力线信道噪声分析,得出功率谱收敛算法能够收敛,功率谱收敛值0.535%,表明噪声模型可以准确地反映实际噪声特性,验证了功率谱收敛算法在噪声模型中应用的可行性。

GPS L1频段上的系统内干扰的研究

为了在L1频段上有效发射多个高精度的导航信号,GPS全球导航卫星系统设计在同一中心频率上发射多个信号,各信号频谱严重重叠,因此内部干扰成为系统首要考虑问题。通过详细分析GPS L1频段上M码、L1C码、C/A码和P(Y)码的载噪比衰减值,发现除C/A码受到的干扰较严重外,其它三个信号受到的干扰较小,CDMA干扰是主要内部干扰源。分析结果表明,通过有效设计信号参数来减小CDMA干扰,使各信号功率谱主瓣相互错开,并合理设置信号接收功率,可以有效控制系统内干扰。

采用制冷型雪崩管激光测距接收电路设计

为进一步提高机载光电探测设备的激光测距能力,设计了基于制冷型雪崩管探测器激光接收电路。根据制冷型雪崩管探测器的特性,控制输出最佳的TEC制冷功率,降低探测器工作温度,使探测器稳定工作在最佳状态,从而减小探测器噪声电压,提高系统的探测灵敏度。实验结果表明:入射光功率在80μW加45.6 dB衰减时,探测器制冷前后对比,其探测虚警率从8.57%下降到0.49%。该探测电路应用于新型机载光电探测系统中,将极大提高其远程测距能力。

结型场效应晶体管放大器的噪声

本文通过分析结型场效应管(JFET)放大器内部不同的噪声源,首次导出了场效应管放大器在较宽频率范围内的等效输入噪声电压表达式,估算了当信号源阻抗为容性时JFET放大器的总噪声,为场效应管电路低噪声优化设计提供有力的工具。

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。

低噪声放大器模块化分析与设计的等效噪声模型法

本文以双端口网络的等效噪声模型为依托 ,通过采用精密测量所得的全参数En—In 模型描述有源器件的噪声 ,以有效地提高低噪声放大器的设计精度 ;并通过研究En—In 模型与其它六种等效噪声模型的谱关系实现噪声网络的模块化分析与设计 ,从而简化了噪声估算的过程 .希望通过本文研究能开发出适用于复杂电路低噪声优化设计的CAD软件 ,并使它具有规范、通用性强、精度高和运算快速的优点 .

四象限红外光电探测器噪声检测技术研究

分析了红外探测器的噪声组成与形成原因,针对多元探测器的特点,设计了低噪声多路切换开关电路,实现了噪声等效功率NEP的自动化测量,消除了电路中其他器件引入的噪声干扰。实验结果表明,本测量系统不仅具有较低的测量误差(≤2%),并且可以用于其他多元探测器的噪声检测。