抓住y系子和天线测试

文章作者:John Dunn

放大器的性能可以按照下面的草图来测试。通常，该技术将应用于射频或微波放大器，但该技术的附加适用性天线测试将很快讨论。

电阻提供的约翰逊噪声RMS值为Erms = sqrt (4 k tb R)，其中k为玻尔兹曼常数，T为温度(开尔文)，B为带宽(Hz)， R为电阻值(欧姆)。如果电阻的温度变化，约翰逊噪声的大小也会变化。我们所做的是使用电阻的约翰逊噪声作为放大器输入的测试信号。我们从电阻器中得到一个随着电阻器温度变化的噪声电平，为了响应它，我们看看在放大器的输出上发生了什么。
如果电阻器在两种不同的工作温度下运行，它可以作为可变噪声源。该放大器的输出噪声功率用Phot表示电阻温度Thot，用pcold表示电阻温度Tcold。两个输出功率电平之间的差是用它们的等效温度除以电阻的两个温度之间的差来表示的。这个商就是测量放大器的功率增益。
如果放大器是理想的和无噪声的，输出对输入应该是这样的:

通过完全安静的放大器，没有噪声贡献，上述图中的直线迹线将转到绝对零的电阻温度的原点。但是，放大器确实具有自己的一些噪音，因此输出与输入迹线相对于向上移动，如下所示：

即使对于已冷却到绝对零的电阻，放大器仍然具有一些功率输出。

当我们将上面的直线推断回横轴上的负截距时，我们会发现我们可以称之为放大器自身的噪声温度，Tamp。一般来说，功率增益越高，Tamp值越低越好。
除了这是测试热放大器的一种很酷的方法，这个测试哲学可以扩展到天线测试。
安装天线
我们将我们的天线挂在一个地方，其中它可以接触到夜间天空，或者可以通过黑匣子盒完全覆盖。清晰敞开的天空在天线的天线中的天空温度约为35°K时，明确和开放的天空的表现就像黑匣子散热器一样。但是，当一个黑匣子放在天线上时，黑匣子外壳也散发到天线中，并在测试部位的环境温度下进行，比如300°k。

这使得天线看起来像在两种不同温度下工作的电阻。我们会从天线得到两种不同的噪声电压，一种是露天的，一种是盒子的。将盖盖在天线上并移除盖盖将改变由黑箱辐射传递到被测天线的噪声激励水平。把那个黑盒子想象成另一片“天空”。
只是为了提到两个旁边的评论，这个阔天的天空不是一个繁忙的大都市区的天空。这是远程和孤立地点的天空。此外，我已经阅读了一些建议，以瞄准太阳的天线以获得热门测试条件，但我们不会在这里进入该想法。你可能想看看它。
无论如何，我们正在建立两个类似于这两个电阻测试条件的天线测试条件。就像以前一样，当暴露于这两个不同的辐射刺激时，天线的输出将是不同的，一个在开放，夜间天空的“冷”温度下，在外壳的“热”温度下。

当然，没有任何天线本身都被使用。还必须是将天线连接到信号路径中的第一放大器的馈线。通过，我们现在可以根据以下模拟我们的两个天线测试条件：

我们在饲料线的损耗特性和低噪声放大器（LNA）的性质处看看天线本身，所有这些都将涉及的是，如果被测试的天线将是任何真实的世界使用除了某种装饰屋顶装饰品。
首先，我们定义了平均天空噪声温度T_小姐。根据天线是否暴露在天空（冷）或在黑匣子盖（热）下方，此数字将是TCOLD或THOT。
我们选择该点是环境温度，因为我们不使用任何阳光。热温，环境温度，也是馈线的温度。只是为了绘制概念性区别，我们将指示灯呼叫馈线的温度，始终保持在环境温度下。
我们让T_作为是馈线输出处的“天空”(开放或覆盖)天线温度，我们在该位置定义了G/T参考平面(见前面的示意图)，我们可以写以下内容:
T_作为= alpha * t_小姐+ (1 - T_OwhereT_小姐是t点或tcold，始终是thot = tambient。
如果馈线是无损的
如果供给管道是无损的，且alpha = 1, T_作为将仅产生从天空或盖子的传入辐射，并仅取决于天线的拾取性能。
相反，如果馈线是完全有损的alpha = 0，则T_作为仅在环境温度下从馈线本身出现。在这种情况下，任何与天线发生的东西都会被电缆的巨大损失完全掩盖，这完全会否定天线的存在，除了那个屋顶装饰。
在G / T平面的低噪声放大器的输入，我们有一个来自电缆的信号，我们可以代表为t_作为。LNA的输出响应于该输入可以表示为（TAS + T._LNA。） * G_LNA。
我们在G/T平面上稍作停顿，考虑低噪声放大器的噪声因子F。其影响将等同于电缆损耗的增加。“信噪比”会减小，T的数值会增大_作为。我知道我们正在做的一切都是噪音，但天空噪音是我们的测试目的的“信号”。
现在回想一下，我们之前将测量地点的环境温度指定为T_O，“热”条件，通常约为300°克，让我们现在称之为300°K的温度。同样，我们将天空温度与我们的TCOLD一起，通常在35°K。（BRRRRR。）
我们将Phot定义为天线暴露于“热”源时从LNA中测量出的功率，而将Pcold定义为天线暴露于“冷”源时从LNA中测量出的功率。我们接下来定义y = Phot / Pcold，为此我们写y = Phot dB - Pcold dB = 10 * log₁₀(y)。
我们可以把所有这些硬件称为天线模块，包括天线本身、带欧姆损耗的馈线和带增益和线性噪声因子的线性na。对于所有这些东西，我们现在可以称之为模块，我们得到以下内容:

从表达式开始:y = Phot / Pcold = (Thot + T_作为) / (Tcold + T_作为）。
我们重新整理方程得到:y * Tcold + y * T_作为= thot + t_作为
通过进一步重排，我们得到:(y-1) * T_作为= Thot-y * Tcold
通过进一步的重新排列，我们得到:T_作为= (Thot-y * Tcold) / (y-1)
这一切意味着什么?这意味着我们想要输出对输入的斜率尽可能的陡峭我们想要T_作为在原点左侧截距，尽可能接近原点。天线越好，这两种说法就会越好。
作为凯伦木匠一次唱歌：“我们刚刚开始了。”如果您想深入了解使用Y因子并使用它以找到噪音数字，请参阅：