卫星定位有源天线性能测试接口转换装置

时间:2012-06-18来源:网络

2 有源接收天线性能测试接口转换装置
接口转换装置在整个测试链路的位置,与前端待测火线、后端测量设备之间的连接关系如图2所示。

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接口转换装置安置在待测有源天线和测量仪器之问,它必须对由卫星接收天线接收下来的射频信号具有大于40 dB的增益;为保证整个传输链路信号的信噪比,必须具有低的噪声系数(小于1)并满足电路匹配和供电匹配。
按照测试要求待源天线与后端测试设备之间的接口转换装置包括:与有源天线、后端测试设备对应的SMA接头;具有一定功能的低噪声放大器;直流电源隔离电路;防浪涌冲击电路。其接L1转换装置的结构如图3所示。

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2.1 直流电源隔离电路
直流电源隔离电路除给接口转换装置提供一正常工作电压外还要给卫星接收有源天线里的低噪声放大器提供一低纹波的工作电压。其技术特点是输出多路低纹波的±12 V,±5 V的工作电压。实际电路用目前技术比较成熟的微带传输线、瞬态电压抑制二极管、电阻、电容、电感及DC/DC模块等器件就可以实现。
2.2 低噪声放大器
低噪声放大器是接口转换装置的核心器件,为接口装置提供了适宜的增益(大于40 dB),保证了装置的噪声特性(前级放大器的噪声系数在0.9左右,由于它起的是一个桥梁作用,其噪声系数也必须小于1),满足了测试过程中射频信号变化的线性动态范围(动态范围在60 dB左右)。
接口转换装置输出增益就是所设计低噪声放大器的增益。该放大器的增益与所测天线自带的放大器的总增益在60 dB左右即可满足使用要求。一级放大电路仅能提供小于20 dB的增益,而有源天线自带放大器增益只有十几分贝,所以该低噪声放大器设计成两级放大器,器件采用ATF54143晶体管。
对第一级放大电路优先考虑噪声系数,后一级放大电路主要考虑稳定性,第一级输入按最佳噪声设计匹配电路,输出对增益的平坦度进行一定的补偿,第二级按最大增益设计匹配,使放大器有较高的增益,并使幅频特性为最佳平坦。其低噪声放大器结构框图如图4所示。

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低噪声放大器的偏置电路中晶体管的S参数和噪声系数是在特定的静态工作点测得的,静态直流工作点不同,各参数也会有变化,为了准确地设计,选择参数测定时的工作点为放大器的工作点。图5是取静态工作点为Vds=4 V,Ids=10 mA,得到Vgs=0.45 V的直流特性曲线,m1所指曲线为选定的直流特性曲线。

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关键词: 卫星定位 接口转换 有源天线 性能测试

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