СВЧ ГЕНЕРАТОР ШУМА

Прибор, генерирующий электрические сигналы в СВЧ диапазоне, зависимость которых от времени описывается стационарной случайной функцией (электрический шум). Наиболее широко СВЧ Генератор Шума применяются в качестве датчика калиброванного по мощности сигнала при измерениях шума коэффициента приёмников и усилителей, радиоизлучения планет и звёзд, для измерения перекрёстных помех в системах радиорелейной связи, при проверке работоспособности радиолокационных и связных станций. Основными параметрами СВЧ генератора являются: 

1. Уровень номинальной относительной спектральной плотности мощности шума (НОСПМШ), равный отношению номинальных мощностей шума рассматриваемого генератора и теплового шума при температуре То=293 К в одной и той же полосе частот;

2. Диапазон частот, в котором неравномерность спектральной плотности мощности шума (СПМШ) не превышает заданной величины, а выходное сопротивление СВЧ Генератора Шума близко к волновому сопротивлению линии передачи;

3. Нестабильность СПМШ во времени от питающего напряжения (тока), а также при изменении внешних условий (температуры, давления, влажности, механических нагрузок).

К началу 90-х гг. получили распространение генераторы следующих типов. Тепловой генератор шума (ТГШ). Состоит из резистора (сосредоточенного или распределённого), подключённого к СВЧ линии передачи и помещённого в термостат, в котором имеются нагреватель (охладитель) и устройство для автоматического поддержания постоянства температуры резистора. Уровень номинальной СПМШ, отдаваемый ТГШ е согласованную нагрузку, с высокой степенью точности описывается формулой Найквиста: где 1с - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура резистора. ТГШ применяются в основном в качестве первичных эталонов СПМШ в установках для калибровки СВЧ СВЧ Генераторов Шума других типов в диапазоне частот до 100 ГГц и выше. К недостаткам ТГШ относится главным образом малая НОСПМШ (неск. дБ).

Диодный генератор шума (ДГШ). Содержит в качестве основного элемента вакуумный диод, работающий в режиме насыщения. Шум в ДГШ обусловлен дробовым эффектом, связанным с дискретной природой тока и нерегулярностью последовательностью вылета электронов с катода лампы. ДГШ имеет равномерный спектр до 0,5—1 ГГц; номинальная СПМШ определяется формулой Шоттки. НОСПМШ может варьироваться от 0 до 17 дБ путём изменения тока (при изменении напряжения накала).

Газоразрядный генератор шума (ГГШ). Представляет собой секцию СВЧ тракта (в виде волновода, коаксиальной или полосковой линии передачи), внутри которой расположена часть газоразрядной трубки с положит, столбом разряда. Газоразрядная трубка наполняется инертным газом (обычно Аг или Ме) при давлении от единиц до десятков гПа. Электроны в плазме газового разряда движутся хаотически, являясь источником электрического шума. Для ГГШ номинальная СПМШ в нагрузке определяется формулой Найквиста, где Т - температурара электронного газа. НОСПМШ зависит от давления и рода газа и лежит в пределах 1 5—20 дБ. ГГШ имеет непрерывный равномерный спектр до частот порядка 60 ГГц и выше. Благодаря высокой временной и температурной стабильности СПМШ ГГШ находят широкое применение при шумовых измерениях.

Генератор шума на лавинно-пролётном диоде (ГШЛПД). Источником шума является дробовой эффект, усиленный флуктуациями коэффициент лавинного умножения носителей заряда противоположных знаков — электронов и дырок. НОСПМШ такого генератора на 15—20 дБ выше, чем ГГШ. В режиме генерации равномерного шумового спектра входное сопротивление лавинно-пролётного диода сильно зависит от частоты, поэтому подключение его к СВЧ тракту осуществляется через развязывающее устройство (например, аттенюатор, вентиль, направленный ответвитель). В ГШЛПД перекрываемый диапазон частот составляет 0,001—40 ГГц и более. Поскольку современные ГШЛПД по основным параметрам близки к ГГШ, а по массе, габаритным размерам и энергопотреблению в десятки - сотни раз их меньше, то использование шумовых генераторов на ЛПД в большинстве случаев оказывается предпочтительней. Этому способствует также и более высокая устойчивость этих генераторов к механическим и климатическим воздействиям.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.