高精度噪声系数测量系统整体校准方法

摘要

本发明公开了一种高精度噪声系数测量系统整体校准方法，其在高精度噪声系数测量系统的校准中使用了无源传递标准件，并引入了低噪声放大器以辅助校准，该方法对高精度噪声系数测量系统进行整体校准，通过先后测量传递标准件与低噪声放大器的级联噪声参数和低噪声放大器单独的噪声参数以及传递标准件的S参数，经过模型计算，最终获得传递标准件的噪声系数测量值，解决了高精度噪声系数测量系统无法精确测量无源结构噪声系数的技术难题，将该值与传递标准件的噪声系数标准值相比较可以得到高精度噪声系数测量系统的示值误差，从而完成了对高精度噪声系数测量系统的校准工作。

主权项

一种高精度噪声系数测量系统整体校准方法，其特征在于：本方法在待校的高精度噪声系数测量系统中接入传递标准件和低噪声放大器，所述待校的高精度噪声系数测量系统包括矢量网络分析仪、噪声源、阻抗调配器，以及噪声系数仪或噪声选件，所述传递标准件和低噪声放大器均与所述阻抗调配器串联，本校准方法首先通过矢量网络分析仪设定待校的高精度噪声系数测量系统的频率，然后计算该频率下传递标准件的噪声系数标准值F_s50和传递标准件的噪声系数测量值F_m50，最后将F_s50和F_m50比较得到该频率下的示值误差，至此该频率下的校准完成；所述F_m50和F_s50均为下式（1）的左值：（1），式（1）中：F为噪声系数、F_min为最小噪声系数、R_n为等效噪声电阻、Γ_opt为最佳源反射系数，F_min、R_n和Γ_opt构成一组噪声参数，Z₀为特征阻抗，Z₀的数值等于50欧姆，Γ_S为源反射系数，在求解F_m50和F_s50的过程中Γ_S的数值等于0；用于依据式（1）求解F_s50的第一组噪声参数和用于依据式（1）求解F_m50的第二组噪声参数均根据下列（2）～（5）式计算：（2），（3），（4），（5），式（2）～（5）中：c₁₁、c₁₂、c₂₁和c₂₂依照角标所示位置构成一个二阶方阵，即噪声相关矩阵；式（5）中的|Γ_opt|和∠Γ_opt由式（3）和式（4）求得：用于依据式（2）～（5）求解第一组噪声参数的噪声相关矩阵C_P根据下式（6）计算：（6），式（6）中：T_a为测量环境的温度，T₀为标准噪声温度，数值等于290K，，T_P⁺为T_P的共轭转置矩阵，T_P为传递标准件的T参数；用于依据式（2）～（5）求解第二组噪声参数的噪声相关矩阵C_P^’根据下式（7）计算：（7），式（7）中：C_PA为传递标准件与低噪声放大器级联的噪声相关矩阵，C_A为低噪声放大器的噪声相关矩阵，T_P⁺和T_P的含义与式（6）中的相同；所述传递标准件的T参数T_P根据下式（8）计算：（8），式（8）中：s₁₁、s₁₂、s₂₁和s₂₂依照角标所示位置构成一个二阶方阵，即传递标准件的S参数S_P；所述传递标准件与低噪声放大器级联的噪声相关矩阵C_PA和所述低噪声放大器的噪声相关矩阵C_A均为下式（9）的左值：（9），式（9）中：C为噪声相关矩阵，最小噪声系数F_min^’、等效噪声电阻R_n^’和最佳源反射系数Γ_opt^’构成一组噪声参数，Z₀的含义与式（1）中的相同；用于依据式（9）求解C_PA的噪声参数为传递标准件与低噪声放大器级联的噪声参数，用于依据式（9）求解C_A的噪声参数为低噪声放大器的噪声参数；所述传递标准件的S参数S_P通过矢量网络分析仪测得，所述传递标准件与低噪声放大器级联的噪声参数以及所述低噪声放大器的噪声参数均通过噪声系数仪或噪声选件测得。