RF 電路量測

如上圖 3.1，射頻端分成 RF Stage 與功率偵測級兩部份量測。

(1) RF Satge 量測

RF Stage 的實作圖如下圖 3.4，開關選用 Hittite 公司的 HMC975，開關驅動器選 用 Microsemi 公司的 MSD7802，低雜訊放大器選用 Hittite 公司的 HMC ALH476，

濾波器為懸空微帶線形式。

圖 3.4 RF Stage 的實作圖

由於整個系統有三條路徑，以下分別對每一條路徑量測其增益大小，結果如圖 3.5、3.6、3.7，由於量測上需要一個同軸線轉至波導管之轉換器，故量測結果還 要加回 0.385dB 的損耗，將結果整理如下表 3.1。

圖 3.5 天線端增益

圖 3.6 參考雜訊源端增益

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圖 3.7 熱雜訊源端增益

由表可以看出三條路徑的增益都不同，天線端與熱雜訊源端結果比較相近，增益 都比基準雜訊源來的低，造成此種現象的原因可能是中間迪克開關造成的影響。

表 3.1 RF Stage 增益量測

天線端 參考雜訊源端 熱雜訊源端

增益(dB) 24.197 25.96 23.625 回返損耗(dB) -6.3235 -6.698 -6.3738 (2) 功率偵測級

(a)初步量測微波輻射計使用的功率偵測級

初步量測所使用的功率偵測級實作圖如圖 3.8。

圖 3.8 初步量測所使用的功率偵測級實作圖

原本在射頻 RF Satge 部分的輸出之後，為了讓功率轉換為電壓，我們接上功率 偵測器。我們選用 UMS 公司所提供的 CHE1270a98F 晶片，其可偵測到的輸入 功率必須大於-20dBm。由於系統將會偵測到的最低功率值是做為校正的冷溫，

其物理絕對溫度為 77K，由 P=KTB 可得到其輸入功率為-84.28dBm，故在射頻 放大的部分，必須至少要放大 64.28dB 以上。必須注意的是，若在同一機殼內，

增益太大將會使電路容易震盪，故在 RF Stage 部分的增益不夠需在功率偵測級 也做訊號放大的部分。量測結果如下圖 3.9。

圖 3.9 初步量測中的功率偵測級量測結果

(b)最終量測微波輻射計所使用的功率偵測級

原本所使用的功率偵測器為 UMS CHE1270a98F，此功率偵測器是利用蕭基 二極體(Schottky diode)之微波積體電路製成；蕭基二極體導通回覆時間短，適用 於高頻率整流，但一般而言漏電流較多，突波耐受度較低。所以我們將此功率偵 測器更換成 HEROTEK DTA182680A，此功率偵測器為有著前置放大器的隧道二 極體功率檢測器(Tunnel Diode Detecter)；隧道二極體的特點是工作頻率高、速度 快、雜音低，而此功率偵測器模組中已帶有前置放大器，因此最小輸入功率可達 -80dBm，也同時具有相當高的電壓靈敏度和穩定的低雜訊。其詳細參數如表 3.2 所示。

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表 3.2 功率偵測器規格 詳細參數(VDD=12V)

參 數 單

位 最 小 值 正 常 最 大 值 頻 率 範 圍 GHz 18 26

靈敏度 μW 1000 ─ ─

輸入功率 dBm -80 ─ ─ 輸入 VSWR ─ ─ ─ 2:1

供應電壓 V ─ 12 ─

供應電流 mA ─ 300 ─

下圖 3.10 為量測此功率偵測器的結果。

圖 3.10 功率 V.S.電壓