使用FSWP相位噪声分析仪进行动态噪声系数测量

罗德与施瓦茨R&S FSWP相位噪声分析仪是一款高端仪器，能够精确分析雷达和通信系统关键组件中的噪声。相位噪声测量用于在实际工作条件下推导被测设备的大信号噪声系数。

您的任务

噪声系数测量通常用于表征信号路径中放大器、变频器和其他设备的性能。被测设备或指定设备的噪声系数是系统设计人员在计算传输系统上行链路和下行链路预算时使用的一个关键参数。

传统的噪声系数测量方法采用常见的Y因子法。该方法使用频谱分析仪和噪声源来测量在宽带校准噪声源激励下设备产生的附加噪声。此类测量过程中的功率水平产生的是所谓的小信号功率水平。这些噪声系数与工作条件没有直接关系。设备的工作条件在很大程度上取决于输入功率。

发射机中的放大器通常不会在小信号状态下使用。小信号噪声系数对接收机更为重要。移动基站发射机或雷达中放大器的正常工作条件往往处于实现最大线性度和效率的特定工作范围内。这一范围通常接近设备的1dB压缩点。

Y因子法得出的噪声系数可能无法反映设备在真实工作条件下的性能。

海洋仪器的解决方案

设备的相位噪声与噪声系数密切相关。放大器的噪声源可大致归结为1/f闪烁噪声以及闪烁拐点以外的宽带噪声。由于噪声系数表示设备产生的宽带噪声，因此可以利用宽带相位噪声测量来计算噪声系数。R&S FSWP相位噪声分析仪可以帮助改变被测设备的驱动电平，从而更好地了解设备在不同工作条件下的附加/剩余相位噪声和噪声系数性能。

可根据相位噪声结果，使用以下公式计算噪声系数（NF）：

NF = L(f) – Nth + Pin

其中：

L(f)：在指定偏移下测量的相位噪声，单位为dBm（1Hz）

Nth：热相位噪声（–177 dBm（1 Hz））

Pin：施加在被测设备上的校准信号电平

示例

使用Y因子法在1900 MHz下测得某放大器的小信号噪声系数为1.9 dB。相位噪声法可用于计算不同输入电平下放大器的噪声系数

设备在不同驱动电平下的附加相位噪声

总结

由于被测设备接近并超过1dB压缩点（驱动电平为0dBm），由同一测量结果计算得出的附加相位噪声和噪声系数均明显变差。在实际工作条件下，通过相位噪声测量得出的大信号噪声系数是计算传输系统链路预算更为可靠的方法。R&S FSWP相位噪声分析仪能够进行精确可靠的宽带相位噪声测量，从而计算出设备在不同工作条件下的噪声系数。