Ku波段接收机噪声温度测试及分析

王 凯，陈卯蒸，李笑飞，李 健，项斌斌，闫 浩，王 洋

(1. 中国科学院新疆天文台， 新疆 乌鲁木齐 830011；2. 中国科学院射电天文重点实验室， 江苏 南京 210008)

引 言

射电天文是用射电望远镜观测由宇宙天体辐射来的无线电波的一门学科[1]，而微波接收机是射电望远镜中专门用于接收射电信号的设备[2]。目前关于微波接收机的定义并不统一，有人认为接收机包括馈源，也有人认为馈源是天线系统的一部分，本文取前者。以中国科学院新疆天文台南山26 m射电望远镜为例，原始射电信号经天线主反射面一次反射、副反射面二次反射至接收机馈源处[3-4]，再经接收机的正交模耦合器[5]、低噪声放大器等器件后传输至数据终端，如图1所示。

图1 微波接收机信号传输链路

微波接收机最主要的技术指标是灵敏度，灵敏度越高，可探测微弱信号的能力就越强。当原始射电信号经接收机传输时，接收机自身的噪声会添加到信号中，导致弱的信号无法被探测到。一般将接收机自身产生的热噪声(强度响应)称为接收机等效的噪声温度。噪声温度越低，接收机的灵敏度就越高[6]。

提升接收机的灵敏度并降低其噪声温度是每部接收机的设计目标。对整个接收机低噪声放大器及前级的微波器件制冷是降低接收机噪声温度的最佳途径。以新疆天文台南山站K波段接收机为例，该波段接收机制冷后的噪声温度为16 K，而常温状态下的噪声温度却接近400 K。由于观测的科学目标不同，也有相当部分射电望远镜使用常温接收机，如南山站采用主要用于全息法测量的Ku波段接收机。……