衛(wèi)星定位有源天線性能測試接口轉(zhuǎn)換裝置

接口轉(zhuǎn)換裝置安置在待測有源天線和測量儀器之問，它必須對由衛(wèi)星接收天線接收下來的射頻信號(hào)具有大于40 dB的增益；為保證整個(gè)傳輸鏈路信號(hào)的信噪比，必須具有低的噪聲系數(shù)(小于1)并滿足電路匹配和供電匹配。
按照測試要求待源天線與后端測試設(shè)備之間的接口轉(zhuǎn)換裝置包括：與有源天線、后端測試設(shè)備對應(yīng)的SMA接頭；具有一定功能的低噪聲放大器；直流電源隔離電路；防浪涌沖擊電路。其接L1轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2．1 直流電源隔離電路
直流電源隔離電路除給接口轉(zhuǎn)換裝置提供一正常工作電壓外還要給衛(wèi)星接收有源天線里的低噪聲放大器提供一低紋波的工作電壓。其技術(shù)特點(diǎn)是輸出多路低紋波的±12 V，±5 V的工作電壓。實(shí)際電路用目前技術(shù)比較成熟的微帶傳輸線、瞬態(tài)電壓抑制二極管、電阻、電容、電感及DC／DC模塊等器件就可以實(shí)現(xiàn)。
2．2 低噪聲放大器
低噪聲放大器是接口轉(zhuǎn)換裝置的核心器件，為接口裝置提供了適宜的增益(大于40 dB)，保證了裝置的噪聲特性(前級(jí)放大器的噪聲系數(shù)在0．9左右，由于它起的是一個(gè)橋梁作用，其噪聲系數(shù)也必須小于1)，滿足了測試過程中射頻信號(hào)變化的線性動(dòng)態(tài)范圍(動(dòng)態(tài)范圍在60 dB左右)。
接口轉(zhuǎn)換裝置輸出增益就是所設(shè)計(jì)低噪聲放大器的增益。該放大器的增益與所測天線自帶的放大器的總增益在60 dB左右即可滿足使用要求。一級(jí)放大電路僅能提供小于20 dB的增益，而有源天線自帶放大器增益只有十幾分貝，所以該低噪聲放大器設(shè)計(jì)成兩級(jí)放大器，器件采用ATF54143晶體管。
對第一級(jí)放大電路優(yōu)先考慮噪聲系數(shù)，后一級(jí)放大電路主要考慮穩(wěn)定性，第一級(jí)輸入按最佳噪聲設(shè)計(jì)匹配電路，輸出對增益的平坦度進(jìn)行一定的補(bǔ)償，第二級(jí)按最大增益設(shè)計(jì)匹配，使放大器有較高的增益，并使幅頻特性為最佳平坦。其低噪聲放大器結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。

低噪聲放大器的偏置電路中晶體管的S參數(shù)和噪聲系數(shù)是在特定的靜態(tài)工作點(diǎn)測得的，靜態(tài)直流工作點(diǎn)不同，各參數(shù)也會(huì)有變化，為了準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)，選擇參數(shù)測定時(shí)的工作點(diǎn)為放大器的工作點(diǎn)。圖5是取靜態(tài)工作點(diǎn)為Vds=4 V，Ids=10 mA，得到Vgs=0．45 V的直流特性曲線，m1所指曲線為選定的直流特性曲線。