數控衰減器AT-280及其在接收機性能測試中的應用

摘要：數控衰減器作為一種新型的衰減器在電子領域有著廣泛的應用，文章介紹了數控衰減器AT-280的結構、特性參數以及控制使用方法，同時重點介紹了AT-280在雷達接收機噪聲系數測試和靈敏度測試中的應用。

    關鍵詞：數控衰減器；接收機；噪聲系數測試；靈敏度測試

１　引言

很多電子設備（如雷達、通訊、無線電局域網、ＧＰＳ等）都需要對高頻、中頻信號進行定量衰減，這種衰減實質上是對高、中頻信號進行精確量化的過程，其精度的高低將直接影響到這些設備性能指標或其性能指標的測試，進而影響到它們的使用性能。因此，尋求一種體積小、精度高、頻帶寬、開關速度快、使用方便的衰減器十分必要。(范文先生網www.panasonaic.com收集整理)新型數控衰減器ＡＴ－２８０正好能滿足以上要求，并在很多領域具有廣泛的應用前景，本文重點介紹了ＡＴ－２８０在雷達接收機噪聲系數Ｔ 靈敏度測試中的應用方法。

２ 數控衰減器ＡＴ－２８０

２．１ ＡＴ－２８０簡介

ＡＴ－２８０是一種采用ＳＯＩＣ－１６腳表面安裝塑封型５位、０．５ｄＢ步距的砷化鎵ＭＭＩＣ數字衰減器，非常適用于高精度衰減、快速開關、極低功耗和低互調要求的場合。由于采用了成熟的１μｍ工藝和單片砷化鎵ＭＭＩＣ技術，因而其具有全面鈍化和可靠性高等優(yōu)點。ＡＴ－２８０的典型電氣參數如表１所列。

表1 AT-280的電氣參數℃

參  數 測試條件 單  位 min Typ max 參考插損 DC-0.1GHZ dB 　 1.1 1.3 DC-0.5GHZ dB 　 1.3 1.5 DC-1.0GHZ dB 　 1.5 1.8 DC-2.0GHZ dB 　 1.8 2.0 衰減精度 DC-1.0GHZ 　 　 0.20dB±3% 　 DC-2.0GHZ 　 　 0.30dB±3% 　 駐波比 任何狀態(tài) 　 1.5：1 1.8：1 　 Trise
Tfall
Ton
Toff RF10%-90%
RF90-10% ns 　 12 　 控制50%到RF90%
控制50%到RF10% 　 18 　

測試條件:TA=+25

２．２ 功能圖與真值表

圖１是ＡＴ－２８０采用ＳＯＩＣ １６腳塑封表貼封裝形式的引腳排列。其中：

ＶＣ１，ＶＣ１０，ＶＣ２,ＶＣ２０,ＶＣ３,ＶＣ３０,ＶＣ４０,ＶＣ５０分別為數據控制端?

ＲＦ１和ＲＦ２分別為信號輸入輸出端。表２所列是ＡＴ－２８０的真值表。

表2 AT-280真值表

控   制    輸   入 VC5 0 VC4 0 VC3 0 VC3 VC2 0 VC2 0 VC1 0 VC 1 衰減（dB） 1 1 1 0 1 0 1 0 參考 0 1 1 0 1 0 1 0 0.5dB 1 0 1 0 1 0 1 0 1.0dB 1 1 0 1 1 0 1 0 2.0dB 1 1 1 0 1 1 1 0 4.0dB 1 1 1 0 0 0 0 1 8.0dB 0 0 0 1 1 1 0 1 15.5dB

３　在雷達噪聲系數測試中的應用

３．１ 噪聲系數測試基本原理

噪聲系數定義為：當規(guī)定輸入端處于Ｔ０＝２９０Ｋ?標準噪聲溫度?時，網絡輸入端額定信號噪聲功率比（Ｓｉ／Ｎｉ）與輸出端額定信號噪聲功率比（Ｓｏｕｔ／Ｎｏｕｔ）的比值表達式為：

Ｆ＝（Ｓｉ ／ Ｎｉ）／（Ｓｏｕｔ／Ｎｏｕｔ）

圖２為噪聲系數測量原理圖。設噪聲源在熱態(tài)（Ｔ２）和冷態(tài)（Ｔ１）下測出的功率指示值Ｎｏｕｔ２和Ｎｏｕｔ１之比為Ｙ，則經過計算得出的待測網絡噪聲系數為：

Ｆ（ｄＢ）＝ＥＮＲ（ｄＢ）－１０ｌｇ（Ｙ－１）

式中，ＥＮＲ為噪聲源輸出噪聲的超噪比。

３．２ 噪聲系數測量方法

根據Ｙ值求出待測網絡的噪聲系數的方法，稱為Ｙ系數法。噪聲系數測量的基本方法是Ｙ系數法。但在具體測試中，也常用３ｄＢ法（Ｙ＝２，或稱功率倍增法）。其測量電路如圖３所示。該方法在冷態(tài)Ｔ１時不接入３ｄＢ衰減器，這樣可使指示器有一合適的指示值Ｎｏｕｔ，然后記下數控衰減器的衰減Ａ１，而在熱態(tài)Ｔ２時，接入３ｄＢ衰減器并調節(jié)數控衰減器，以使其恢復原指示值，則有Ｙ＝２，同時記下數控衰減器衰減值Ａ２，則待測網絡噪聲系數Ｆ為：

Ｆ＝ＥＮＲ－（Ａ２－Ａ１）

上式中，各參數的單位均為ｄＢ。

４ 在雷達接收機靈敏度測試中的應用

４．１ 接收機靈敏度測試原理

靈敏度指的是接收機接收微弱信號的能力。接收機靈敏度通常以接收最小可分辨輸入信號功率Ｐｍｉｎ來表示。為了使用方便，還可以用最小可接收信號功率相對于某一定標功率電平Ｐ０之比的分貝數Ａ來表示，即：

Ａ＝１０ｌｇ（Ｐｍｉｎ／Ｐ０）

雷達接收機輸入端的最小可分辨功率通常是很小的，一般在ｐＷ的數量級，這樣微弱的微波信號，用功率計測量是十分困難的。因此，在工程上，接收機靈敏度的測量不是直接測量接收機輸入端的最小可分辨功率，而是將一已知的標準功率源經過數控衰減器加到接收機輸入端，然后在保證輸出端信噪比為某定值（如１：１）的情況下，將此標準功率（如１ｍＷ）被衰減的分貝數Ａ作為此接收機的靈敏度（ｄＢ／ｍＷ）值。

    ４．２ 接收機靈敏度測試方法

接收機靈敏度測試方框圖如圖４所示。微波信號源輸出經數控衰減器、同軸測試電纜接到接收機輸入端，然后將接收機檢波電流輸出接到μＡ表的輸入端。測試步驟如下：

（１）設定起始噪聲電流，此時微波信號源不輸出，接收機接電，增益置于某規(guī)定值，μＡ表測出起始噪聲電流ＩＮ０。

（２）設定微波信號源頻率、功率：調整信號源頻率，使之與接收機調諧頻率一致，μＡ表指示最大，并設定信號源輸出功率為１ｍＷ。

（３）確定輸出端信噪比：用數控衰減器對微波信號源的輸出功率進行衰減，使μＡ表指示為２ＩＮ０，即信噪比為１：１，并記下數控衰減器的衰減值ｄＡ。

（４）用下式求和計算出靈敏度：

Ａ＝ｄＡ＋ｄＩ＋ｄＴ

式中，ｄＡ為數控衰減器衰減值，ｄＩ為測試電纜衰減值，ｄＴ饋線損耗。

５　結束語

本文介紹了筆者在自己工作中應用ＡＴ－２８０的部分情況。實踐證明，將ＡＴ－２８０應用在噪聲系數和靈敏度測試中具有操作簡單，測試精度高等優(yōu)點。

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