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噪声源可以用于原始信号的干扰、通讯系统的加压损伤测试、参考电平比较、通信和雷达系统的故障隔离测试、接收机相位跟踪和带宽测试、校调高速A/D转换器的数字转化误差的随机化等地方;同时,噪声源覆盖频率范围广,用在测试系统中能够提高测试效率,对其进行研究具有重要的意义。因此,本文选择对K波段宽带噪声源进行研究。本课题研究的K波段宽带噪声源频率范围为22~32GHz,采用噪声二极管作为噪声源的核心器件。相对于国内传统噪声源主要集中在低频率、窄频带噪声输出,本论文将实现在22GHz以上较高频率输出噪声信号,并且实现带宽高达10GHz和相对带宽达到37%的宽频带噪声信号输出。首先,将完成噪声二极管等效参数提取;其次,对噪声二极管进行阻抗匹配,实现噪声信号高平坦度、高超噪比输出;最后,完成噪声源超噪比测量和不确定度分析。整个课题设计分为低噪声放大电路设计、噪声源电路设计与噪声二极管参数提取、噪声二极管阻抗匹配与超噪比测量三个部分。低噪声放大电路部分由提供+3.5V和-0.5V电压的供电电路和射频电路两部分组成;噪声源电路由恒定输出15-25mA电流的恒流源、提供直流偏置的低通滤波器、噪声二极管和输出隔直电路组成。噪声源电路加工和装配好以后,首先使用矢量网络分析仪测量噪声源电路的11S参数,然后在HFSS中建立相应的噪声源3D等效模型,并在HFSS中用RLC边界来等效噪声二极管,通过调整模型中RLC边界中的值,使噪声源仿真模型的11S参数与矢量网络分析仪测得的11S参数基本一致,从而提取到噪声二极管高频等效参数。噪声二极管阻抗匹配需要先将噪声源HFSS仿真模型拆分为三个部分,并将三个部分的S2P文件导入ADS中进行简单阻抗匹配,然后将匹配结果导入HFSS中进行精确仿真,再将仿真结果导入AutoCAD中进行电路设计。加工并完成装配,最后用频谱分析仪测量噪声源经过低噪声放大器放大后的噪声功率谱密度,通过公式PSD(dBm/Hz)(28)-174dBm/Hz(10)ENR计算可得噪声源的ENR,最终输出噪声信号的超噪比大于20dB,其平坦度在±2dB以内。