Los analizadores de señal y espectro de Rohde & Schwarzequipados con la opción R&S®FSx-K30 conforman la base de una solución que permite medir con precisión la cifra del ruido en la gama de frecuencias de las ondas milimétricas con la utilización del método del factor Y.
Con las recientes mejoras en la tecnología de semiconductores, la gama de frecuencias de las ondas milimétricas superior a 110 GHzse vuelve cada vez más atractiva, especialmente para radares de ondas milimétricas y aplicaciones de formación de imágenes. Sin embargo, la relación señal/ruido de un receptor suele empeorar en los rangos de frecuencias más altas. Al desarrollar aplicaciones de ondas milimétricas, por lo tanto, es esencial medir el factor de ruido de los amplificadores de bajo nivel de ruido (LNA) o del camino completo de recepción para incrementar la sensibilidad.
El factor de ruido de un LNA y su ganancia determinan la relación señal/ruido que puede alcanzarse en general. La medición de ambos parámetros es imprescindible para lograr un diseño eficiente del sistema y mejorar la resolución de las aplicaciones de radar y de creación de imágenes de microondas, o para incrementar el rendimiento de datos en aplicaciones de comunicación.
Un analizador de señal y espectro de Rohde & Schwarz, como el R&S®FSW, equipado con la opción de medición de cifra de ruido R&S®FSx-K30, es ideal para medir con exactitud, así como para analizar la cifra de ruido y la ganancia incluso en el rango de las ondas milimétricas. Un mezclador de armónicos externo como el R&S®FS‑Z170 amplía la gama de frecuencias del analizador hasta los 170 GHz
El factor de ruido y la ganancia se miden generalmente con el método de factor Y. Esta técnica utiliza una fuente de ruido, como el diodo de ruido (modelo ISSN-06) de ELVA con una gama de frecuencias de 110 GHza 170 GHz, para brindar una relación de ruido excesivo (ENR) al dispositivo. Para aumentar la sensibilidad del analizador y alcanzar resultados reproducibles y confiables, se recomienda un preamplificador de bajo ruido como el RPG D-LNA 110-170 delante del mezclador (RPG es una compañía del grupo Rohde & Schwarz).
Un preamplificador (en verde) permite alcanzar un factor Y 10 veces mejor en comparación con el factor Y que puede lograrse sin preamplificador (en amarillo) con una frecuencia central de 140 GHz.
El R&S®FSx-K30 controla completamente la configuración de prueba. Se encarga de activar y desactivar la ENR de la fuente de ruido durante el barrido y visualiza el factor de ruido y la ganancia calculados en diferentes gráficos y tablas. La diferencia entre los ruidos de fondo con el diodo de ruido activado o desactivado es el factor Y. Sin un preamplificador, el factor Y que puede alcanzarse con 140 GHzes de solamente 0.5 dB. La utilización de un preamplificador aumenta el factor Y en más de 10 vecesa aproximadamente 7 dB, lo que influye en forma decisiva en la precisión de la medición.
Excelente rendimiento con frecuencias de ondas milimétricas
El analizador de señal y espectro R&S®FSW ofrece un rendimiento extraordinario incluso en frecuencias de ondas milimétricas. Un preamplificador incrementa el factor Y lo suficiente como para compensar el pequeño error estadístico del analizador para la cifra de ruido y la ganancia en el rango de solo 0.1 dB. De este modo es posible obtener resultados de medición reproducibles incluso por encima de los 110 GHz.
La ROE de la configuración de prueba añade un error sistemático adicional a los resultados, el cual debe calcularse. La opción R&S®FSx-K30 incluye un calculador de incertidumbre para la cifra de ruido y las mediciones de ganancia. Los valores típicos de ROE, incertidumbre de ENR y ganancia de los componentes utilizados se pueden especificar. Esto conlleva a un error sistemático calculado de alrededor de 0.5 dBpara la configuración descrita. Pueden ser necesarios atenuadores o filtros adicionales para reducir el error sistemático.
Un analizador de señal y espectro de Rohde & Schwarzequipado con la opción R&S®FSx-K30 conforma la base de una solución para medir con precisión la cifra de ruido y la ganancia en el rango de las ondas milimétricas mediante la utilización del método del factor Y. La calculadora integrada de incertidumbre es una eficaz herramienta que considera todos los parámetros de configuración como ROE, incertidumbre de ENR y atenuadores y filtros adicionales para cálculos de error.
La sustitución del dispositivo por una conexión transversal con 0 dBde ganancia y 0 dB decifra de ruido verifica el pequeño error estadístico de 0.1 dBdel R&S®FSW para la cifra de ruido y la ganancia, después de la corrección de la segunda etapa para restar la influencia del analizador.
Configuración típica para medidas del factor de ruido basadas en el método de factor Y: El R&S®FSW, equipado con la opción R&S®FSx-K30 en una configuración de pruebas con un mezclador de armónicos externo, un preamplificador de bajo ruido y una fuente de ruido, permite realizar mediciones precisas del factor y la ganancia de ruido, incluidos cálculos de error por encima de 110 GHz.
