普尚云课堂 | 天线参数测试之噪声温度
天线作为无线电设备的重要组成部分在无线通信、广播、电视、雷达、导航等系统中均发挥着重要作用它负责将设备系统信号转换成电磁波辐射出去同时接收空间中特定频段的电磁波。由于天线有两方面特性电路特性输入阻抗、辐射阻抗、噪声温度、频带宽度等和辐射特性方向图、增益、极化等所以在测量中需要通过试验利用相关测试系统来测定和检测天线的这些特性。在射电天文、卫星通信和卫星电视遥测遥控等系统中接收天线一般为大尺寸天线天线噪声温度是影响系统信噪比的重要参数之一。进入天线的噪声主要来自银河系的宇宙噪声和大地、大气层的热噪声也就是说天线端口输出噪声不仅包含本身引入的噪声功率而且包含了所接收的背景辐射噪声。因此此类天线的噪声温度随着天线的俯仰角变化一般在俯仰角为一固定值时测量噪声温度。通常情况下都是测量两端口器件的噪声系数天线作为单端口器件与两端口器件噪声系数测试方法类似一般也使用Y因子法测量。测量设备通常包括信号与频谱分析仪、低噪放LNA、常温负载及开关等。△测量原理固定环境和俯仰角时天线端口输出噪声功率的能力即为天线的噪声温度。因此可以将天线本身当作一个噪声源通过引入场放大器表示噪声源打开取掉场放大器表示噪声源关闭于是也可以使用Y因子法测试这是本文介绍的测试方法的思路。即则天线系统噪声温度为其中T0为常温负载的噪声温度T0273TATLNA为LNA的噪声温度。△测量系统及步骤如上图所示天线噪声测量系统主要由待测天线、开关、常温负载、低噪声放大器及频谱分析仪等构成。低噪声放大器的噪声系数或噪声温度参数预先精确标校。测量步骤如下△按上图连接测量系统加电预热40分钟保持仪表运行良好△设置频谱仪频率、参考电平、RBW及扫描时间等参数在合适值△将天线调整到测试状态俯仰角△开关切到LNA与天线连接支路记录下频谱仪测试值P1△开关切到LNA与常温负载连接支路记录下频谱仪测试值P2△计算Y因子最后由前述公式将Y因子代入得出天线等效噪声温度。测试中要提高天线噪声温度测量精度须注意以下几点△尽可能选择高增益、低噪声系数LNA△选取端口匹配良好、DANL低的频谱分析仪在这一方面普尚SP900S/SH系列频谱仪DANL可达到业内顶尖水平。