第三章 系統實現
3.2 元件量測
3.2.1 波導至微帶線轉換器 〈Transtion〉
在實作上,使用背對背相接形式進行量測,其實體圖如圖 3.2.1.1。
圖 3.2.1.1 固定式背板
23
量測上需要一同軸線轉至波導管之轉換器,藉以利用網路分析儀對製作的 波導至微帶線轉換器進行量測,在量測上同軸線之轉換器一樣同為背對背式相 接。
量測結果在 23.8GHz,其介入損耗為 0.771dB。之後將此同軸線轉換器接 至設計的轉換器,量測圖形如圖 3.2.1.2 和 3.2.1.3。
圖 3.2.1.2 同軸線至波導管轉換器之量測
24
圖 3.2.1.3 固定式波導管至為帶線轉換器之量測
固定式波導管至微帶線轉換器在中心頻 23.8GHz,其插入損耗為 2.465 dB,
所以單一一個轉換器的插入損耗為
此插入損耗結果有符合第二章中所初步估算轉換器 1dB 的插入損耗值。
3.2.2 雜訊源
雜訊源為波導形式的終端負載,實體圖和量測圖如 3.2.2.1 和 3.2.2.2 所示
圖 3.2.2.1 波導形式終端負載實體圖
25
圖 3.2.2.2 波導形式終端負載量測圖
由於此兩個雜訊源會由溫度控制電路控管,一個溫度將與觀測物平均溫度 相同,而另一個則為校正用的熱溫,此兩種溫度皆與雜訊接收機本體系統溫度不 相同,為了防止熱在於波導接面上產生傳熱現象,因此在接面上加上隔熱墊片,
藉以阻隔熱的傳導。
圖 3.2.3.3 為如未加上隔熱墊片的量測,於中心頻插入損耗為 0.772 dB;
圖 3.2.3.4 為加上四片隔熱墊片的量測,於中心頻插入損耗為 0.819 dB。因此可 算得一片隔熱墊片造成的損耗為
26
圖 3.2.2.3 未加上隔熱墊片之量測
圖 3.2.2.4 加上隔熱墊片之量測
27
3.2.3 開關器 〈Switch〉
利用探針台,對開關器做探針量測,量測圖 3.2.3.1 為介入損耗量測圖,
圖 3.2.3.2 為隔離度量測,量測結果在中心頻上,插入損耗為 0.8149 dB,隔離度 為 49.553 dB,量測結果均比廠商所提供的元件參數要好。
圖 3.2.3.1 開關器插入損耗量測
28
圖 3.2.3.2 開關器隔離度量測 3.2.4 低雜訊放大器〈Low Noise Amplifier〉
低雜訊放大器共有兩顆,以下針對個別進行探針量測。
(1) UMS CHa3689-98F
圖 3.2.4.1 為量測結果圖,可發現此顆最高增益雖可到達 26 dB,但在中心 頻 23.8GHz 附近,其增益卻是開始下降且不平坦,在加上回返損耗過差(<10 dB),
極易造成震盪問題。
29
圖 3.2.4.1 CHA3689-98F 量測
(2)Hittite ALH476
圖 3.2.4.2 為探針結果量測圖,此顆元件根據不同的閘極輸入電壓,增益 會有所改變,如下表所示
汲極電壓(V) 閘極電壓(V) 電流(mA) 增益(dB)
4 -0.3 90 14.98
4 0 185 18.35
圖 3.2.4.2 ALH-476 量測
30
圖 3.2.4.3 為將此元件利用雜訊指數分析儀做量測,可得到此顆雜訊指數 並不如預期的好,但是由於是迪克輻射儀的架構,其雜訊在最後可被消除,因此 仍然可以使用,雜訊儀所量測的增益並不準確(圖中的 14.080dB)。
圖 3.2.4.2 ALH-476 量測
圖 3.2.4.3 ALH-476 雜訊量測
31
3.2.5 帶通濾波器〈Bandpass Filter〉
濾波器在量測上,於濾波器的頭尾兩端加上微帶線至共平面式波導轉換器 (Coplanar Waveguide Transition),利用探針台做量測。由於濾波器在實作上,是 使用懸空微帶線形式,濾波器量測如圖 3.2.5.1。
由於濾波器在設計上,有利用交錯耦合的方式(Cross Coupling)的方式在大 於中心頻的頻率上增加一傳輸零點,增加高邊衰減的速度。
圖 3.2.5.1 濾波器量測
32