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噪声系数测量对本振相位噪声的要求应满足下述任何一种表述：
a偏离载波一个中频处的相位噪声电平不超过-130 dBm／Hz；
b本振相位噪声电平不超过[-174 dBm／Hz+NFdut+Gdut]。
实测本振信号发生器AV1482A相位噪声在偏离载波大于50MHz时均为-11O dBc／Hz，由于采用平衡混频器，其对本振噪声有20 dB的抑制度，且本振至输入端隔离为20 dB，因此，本振相位噪声在混频器输入端引起的噪声电平为：
式中：Pt(dBm／Hz)为本振相位噪声漏至混频器输入端的功率；Pc(dBm)为本振载波功率；L(dBc／Hz)为本振相位噪声；Im(dB)为混频器本振输入端至射频输入端的隔离度；Sm(dB)为混频器对本振的相位噪声的抑制度；NFdut(dB)为DUT的噪声系数；Gdut(dB)为DUT的增益。
在最坏条件下，NFdut=3 dB，Gdut=0 dB，NFsys=5 dB，Gsys=30 dB。
被测件在输入阻抗为50 Ω时产生的噪声功率与本身的噪声和系统低噪声放大器的噪声在混频器输入端产生的噪声功率：
Pn=KT0+NFdut+GdutNFsys+Gsys=-174 dBm+3 dB+0 dB+5 dB+30 dB=-136 dBm／Hz
式中：NFsys(dB)为低噪声放大器的噪声系数；Gsys(dB)为低噪声放大器的增益；B(Hz)为噪声带宽；T0(K)为标准温度(290 K)；K为波尔兹曼常数(1．38×10-23)。
结论：本系统本振相位噪声在混频器输入端产生的噪声电平均不超过要求：
-147 dBm／Hz<<-130 dBm／Hz满足a项要求；
-147dBm／Hz<<-136 dBm／Hz满足b项要求。
由于噪声系数测量时要做系统校准，对系统二级噪声进行修正，因此满足上述条件就不会对噪声系数测量不确定度产生影响。
(3)在系统中加入3 mm低噪声放大器
在3 mm频段平衡混频器变频损耗>1O dB，噪声系
数也在这样的量级，如果系统加入低噪声放大器，不仅减小了系统二级噪声的贡献，也使系统工作十分稳定，测量数据的重复性很好。同时减小了系统本振相位噪声对系统测量的影响。
(4)计算了测量系统动态范围
①放大器动态范围的估算：
考虑到放大器的增益和噪声系数的起伏，取其噪声系数为5 dB，则：
放大器P-1dB压缩点的输入信号为-40 dBm，所以放大器的动态范围为23．6 dBm。
②系统动态范围的估算
噪声源输出功率的估算：
首先求噪声源平均超噪比值(ENR)：
输出噪声功率为：
这样估算出系统的动态范围为15dB左右，因此，增益大于15 dB的放大器需在放大器后接入衰减器一同测试。[page]
3 测量结果分析
3．1 测量数据
测量我所研制的PHEMT电路裸片16个，图5给出其中之一的实测噪声系数和增益曲线，偏置条件为Vds=1．0 V，Ids=22 mA。
3．2 测量不确定度的分析
噪声系数测量不确定度不仅取决于噪声系数分析仪的准确度，而且与被测件的噪声系数和增益的大小有关，如图6所示。
同时考虑失配的因素，采用如下计算公式：
式中：
根据上述公式，以94 GHz MMIC放大器为例，计算UB。
噪声系数NF1(dB)=3．43 dB，F1=2．203，
增益G1(dB)=13．46(dB)，G1=22．182，
3 mm接收机噪声系数NF2(dB)=4．85 dB，F2=3．054 9，
驻波比为1．12，ρ=0．056 6，
噪声源输出驻波比为1．13，ρ=0．061 0，
F12=F1十(F2-1)／G1=3．608 9。
计算下述各量：
从噪声系数分析仪技术指标可知：δNF=0．1 dB，δG=0．15 dB。
根据失配不确定度公式：±20log(1+ρsρl)计算出各失配不确定度：
根据式(7)计算出噪声系数测量不确定度为0．28 dB。
4 结束语
本文只介绍了92～97 GHz频率范围的低噪声单片集成电路裸片噪声系数的测量，实际上本系统可以用于75～110 GHz频率范围内的噪声系数的测量。目前正在本系统上做3 mm噪声源校准技术的研究。
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为Y因子，噪声源开和关两种状态下被测件输出噪声功率之比；
为噪声源的超噪比。
高频电路设计与制作 (市川裕一，青木胜，卓圣鹏 著)
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