一体化脉冲状态噪声系数测试方法及测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种一体化脉冲状态噪声系数测试方法及测试仪。
【背景技术】
[0002]目前雷达、通信等领域的低噪声接收机系统、分系统、组件等大多工作在脉冲状态下，噪声系数作为低噪声接收机系统的一项重要技术指标，必须在其脉冲工作状态下进行测试。高灵敏度的接收机可以降低发射机的发射功率，降低发射功率意味着可采用更小规格的、更小输出功率的功率放大器、更小的天线和更低的成本，所以精确测量接收机系统脉冲工作状态下的噪声系数对于脉冲体制下电子通信领域系统优化设计有着极其重要的作用。
[0003]国内一体化噪声系数测试仪器目前频率范围覆盖10MHz-40GHz，而且只适用于不间断工作状态下被测件的噪声系数测量，不能进行脉冲状态下被测件的噪声系数测量。
[0004]从国外来看，由美国安捷伦公司提供配套仪器，AURIGA公司进行系统集成和脉冲状态噪声系数测量方法研宄，开发了 AU13000系列综合噪声系数分析仪(SNFA)，AURIGA公司提供的分体式脉冲状态下噪声系数测试系统，实现了微波毫米波低噪声器件脉冲工作状态的噪声系数的测量。系统包括VXI网络参数测试模块、信号发生器、信号处理器和固态噪声源等。目前达到的技术水平是:在50MHz?50GHz频率覆盖范围内可提供最小脉冲宽度为IuS的脉冲噪声系数测量。
[0005]除美国AURIGA公司外，德国RS公司也提供脉冲状态噪声系数测试解决方案。RS公司是在频谱分析仪的基础上加噪声系数测试选件，通过外配函数或脉冲信号发生器实现脉冲模式下的噪声系数测量。函数或脉冲发生器提供脉冲偏置信号，脉冲占空比由被测件测试标准确定，函数或脉冲发生器同时还提供与放大器偏置同步的触发脉冲信号至频谱分析仪。
[0006]现有脉冲状态噪声系数测试系统主要有以下缺点:
[0007](I)需要多台仪器、系统连接复杂、可靠性低、成本高、测试效率低。
[0008](2)频率范围最高到50GHz，不能进行更高频率被测件的测量。
[0009](3)系统灵敏度不高，测试精度差。
【发明内容】
[0010]针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一体化脉冲状态噪声系数测试仪以解决目前需使用多台设备、仪器组成的测试系统带来的体积庞大、成本昂贵、连接复杂、可靠性低的问题。
[0011]为达上述目的，一方面，本发明提供了一种一体化脉冲状态噪声系数测试仪，包括:
[0012]宽带噪声接收机模块、时钟基准模块、脉冲信号发生器模块、主控计算机模块、系统软件模块及电源模块；
[0013]其中，所述宽带噪声接收机模块，用于接收10MHz-67GHz的待测射频信号，并对其进行分段滤波、低噪声放大和下变频，对变频后的中频信号进行数字化处理后通过系统总线发送给主控计算机模块；
[0014]所述时钟基准模块分别连接所述宽带噪声接收机模块和所述脉冲信号发生器模块，用于为宽带噪声接收机模块的锁相本振产生和脉冲信号的发生提供高稳定的参考时基;
[0015]所述脉冲信号发生器模块用于同时提供两路同步脉冲信号，其最小脉冲宽度为I y S，一路用于给被测件的偏置输入，用来模拟被测件的实际工作状态；另一路作为测试的同步触发信号；
[0016]所述主控计算机模块，通过总线连接该测试仪的其它各个模块，用于通过总线调用所述系统软件模块完成对整个系统的控制，以实现对接收到的脉冲噪声信号的处理；
[0017]所述系统软件模块与所述主控计算机模块连接，供所述主控计算机模块调用；
[0018]所述电源模块用于为所有的硬件模块提供可靠稳定的直流电源。
[0019]进一步的，所述宽带噪声接收机模块包括:
[0020]微波毫米波开关组件、射频信号预处理子模块、射频前置放大器、射频上变频电路、宽带本振合成子模块、微波前置放大器、毫米波前置放大器、混频滤波组件、宽带下变频组件及中频处理模块；其中，
[0021]所述微波毫米波开关组件，用于将接收到的所述10MHz-67GHz的待测射频信号分为射频信号、微波信号和毫米波信号，分别对应10MHz-4GHz、4GHz-50GHz和50GHz_67GHz三个频段，分别接入所述射频信号预处理子模块、微波前置放大器以及毫米波前置放大器；
[0022]所述射频信号预处理子模块，包括匹配衰减网络、低通滤波器；所述匹配衰减网络用于将所述射频信号进行衰减；所述低通滤波器滤波用于对所述射频信号进行低通滤波；
[0023]所述射频前置放大器用于对衰减、低通滤波后的射频信号进行放大，并输出至所述射频上变频电路；
[0024]所述射频上变频电路包括射频上变频器和第一混频器；该射频上变频器与所述宽带本振合成子模块相连，用于将放大后的述射频信号与对应的本振上变频为3.9214GHz的第一中频；所述第一混频器，用于将所述第一中频与对应的本振下变频为321.4MHz的中频；
[0025]所述微波前置放大器用于将所述微波信号进行放大；
[0026]所述毫米波前置放大器用于将所述50GHz?67GHz频段的毫米波信号放大；
[0027]所述宽带下变频组件包括带通滤波器和第三混频器；该带通滤波器用于对放大后的毫米波信号进行带通滤波和抑制镜频响应；所述第三混频器采用高中频的混频方案，用于将滤波后的毫米波信号与第一本振信号的4次谐波相混频产生频率范围为4.5GHz?18GHz中频输出；
[0028]所述混频滤波组件包括跟踪滤波器和第二混频器，该第二混频器与宽带本振合成子模块相连；混频滤波组件通过开关与所述微波前置放大器或所述宽带下变频组件相连；
[0029]当所述混频滤波组件与微波前置放大器相连时，所述跟踪滤波器用于将放大后的微波信号进行跟踪滤波；所述第二混频器用于将滤波后的微波信号与所述宽带本振合成子模块产生的第一本振信号基波混频，生成321.4MHz的第二中频信号；
[0030]当所述混频滤波组件与所述宽带下变频组件相连时，所述跟踪滤波器用于将毫米波段的中频输出进行跟踪滤波；所述第二混频器用于将滤波后的信号与所述宽带本振合成子模块产生的第一本振信号基波混频生成321.4MHz的第三中频信号；
[0031]所述中频处理模块通过开关与所述射频上变频电路或所述混频滤波组件相连，用于对接入的射频、微波或毫米波段的中频信号进行数字化处理并输出至所述主控计算机模块。
[0032]进一步的，所述时钟基准模块由高稳定的恒温晶振和锁相电路组成。
[0033]进一步的，所述脉冲信号发生器模块包括脉冲信号产生电路和脉冲信号调理电路；
[0034]所述两路同步脉冲信号采用可编程器件实现，在频率上可同步，幅度上可独立调
-K-T。
[0035]进一步的，所述主控计算机模块包括CPU、硬盘、内存、显示单元以及用于人机交互的输入输出电路。
[0036]进一步的，所述系统软件模块的运行环境采用嵌入式Windows操作系统，操作采用中文下拉和弹出式菜单以及快捷图标的方式，系统还支持即插即用的标准键盘和鼠标；软件设计支持通用接口总线GPIB、USB接口、以太网接口 ；
[0037]该系统软件模块包括对所有硬件电路进行控制的程序，使各个硬件电路能够实现特定的测量功能，同时具有自检测、自校准、自调整及程控操作等功能。
[0038]另一方面，本发明提供一种一体化脉冲状态噪声系数测试方法，包括:
[0039]脉冲信号发生器模块根据被测件的工作标准预置输出第一路脉冲偏置信号给被测件用于被测件的开关；
[0040]该脉冲信号发生器模块同时产生第二路脉冲触发信号，用于噪声接收机的触发和噪声源的同步开关；该第二路脉冲触发信号与所述第一路脉冲偏置信号同步；
[0041]在该两路脉冲信号的控制和同步下，测试仪随被测件工作在时间选通模式，测所述被测件打开阶段的输出信号。
[0042]进一步的，所述测试仪测所述被测件打开阶段的输出信号具体包括:
[0043]当所述被测件打开时，通过射频输入端口获取该被测件在噪声源的激励下输出的待测射频信号；
[0044]对该待测射频信号进行分段滤波；
[0045]通过开关切换、分段滤波后的各波段信号输入至对应波段的混频器，与对应的本振信号进行下变频，将下变频后的中频信号输出；
[0046]对所述输出的中频信号经过预处理和数字化处理后，通过系统总线发送给主控计算机；
[0047]主控计算通过调用系统软件，计算出所述被