阵列系统中多端口网络噪声系数测试分析

郭文刚,郗洪杰

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081)

0 引言

现代阵列系统中波束合成一般都会用到多端口网络,而对其噪声系数的测试就成为系统设计必须要考虑的一个关键问题。文献[1,2]给出了几种基于Y因子法的多端口网络的测试方法,但是其推导过程复杂,工程实现困难。因此简单准确的对阵列系统中多端口网络的噪声系数进行测试有着重要的工程意义。

1 等效模型

阵列系统的波束合成一般都会用多端口的合路器来实现。同时为了对天线接收的信号进行滤波放大,在合路器的各输入端口前会接一有源的滤波放大双端口网络,整个网络如图1所示。

设合路器有n个输入端口和1个输出端口,其损耗为L。第m个有源双端口网络等效噪声温度和增益为Tem、Gm,系统的带宽为B。

为了正确分析此多端口网络的噪声特性,将合路器等效成图2虚线框内的模型。每条支路由有耗和无耗2个二端口网络组成,其损耗分别为L,1/n。n条支路后接一理想加法器输出。阵列系统中的多端口网络模型如图2所示。

图1 多端口网络示意图

图2 多端口网络模型

2 噪声系数测试分析

2.1 n-1个输入端接负载且n个有源网络工作

对于图2所示的多端口网络,将n-1个输入端口接匹配负载,只留第m个输入端口作为输入,此时多端口网络就变成双端口网络。令n个有源双端口网络全部工作。

设输入信号为Si,则输出信号功率为So=SiGm/(nL)。计算噪声功率时设输入端口接一温度为T0的匹配噪声电阻,即网络输入噪声功率为Ni=kT0B。……