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简述相位噪声对射频系统的影响

随着射频元器件的噪声系数越来越低,放大器的动态范围也越来越大,增益也大有提高,使得系统的灵敏度和选择性以及线性度等主要技

随着射频元器件的噪声系数越来越低,放大器的动态范围也越来越大,增益也大有提高,使得系统的灵敏度和选择性以及线性度等主要技术指标都得到较好的解决。因此也要求系统必须具有较低的相位噪声,在现代技术中,相位噪声已成为限制主要因素。今天就来了解一下相位噪声及对雷达及通信系统影响。

一、定义

相位噪声(Phase Noise)是指系统(如射频器件)在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化。它是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等)的短期稳定度的重要指标,随着频率源性能的不断改善,相应噪声越来越小,因而对相位噪声的测量要求也越来越高。

二、对射频系统的影响

在非理想振荡器或其他频率产生部件中,相位噪声是给定频率的频率内容在信号中心频率周围的拖尾。在振荡器的情况下,应该生成单个音调,但实际上,结果是具有从载波频率延伸的衰减边带的音调。在时域中,这看起来像几个正弦波,几乎与载波频率(音调)重叠,但在时间上略有偏移。相位噪声的严重程度越大,边带能量与中心频率相比就越高,在频域和时域中,与中心频率相比,附加正弦波的时间变化越大。

低相位噪声放大器,IP3 25 dBm,NF 6 dB,P1dB 14 dBm, 3 GHz ~ 8 GHz,增益 11 dB ,SMA

在混频过程中,过多的相位噪声会导致带有相位噪声的混频产物失真/扩散,甚至可能重叠或扩散到所需的频率。在宽带信号中,过多的相位噪声会导致频谱再生严重到足以导致不可接受的相邻信道功率泄漏比(ACLR)水平。ACLR是指在无线通信频段计划中,一个频段信号的能量泄漏到另一个频段。

相位噪声通常被测量为载波频率两侧的小带宽差。例如,振荡器的相位噪声可以从音调的载波频率或中心频率在1kHz带宽10kHz上测量。通常只给出相位噪声结果的正或上边带,这被称为正单边带相位噪声。相位噪声有不同的贡献因素以及描述这些贡献因素的方法。相位噪声的主要考虑因素之一是信号路径中其他元件添加的相位噪声。解决这个问题的一种方法是使用为低相位噪声指定的组件/设备,例如低相位噪声放大器(LPNA)。