Доброго дня.

Стоит задача сделать активную приемную антенну. Диапазон частот 50 МГц- 3 ГГц. В качестве самой антенны есть симметричный вибратор с входным сопротивлением порядка 200 Ом.
Возник вопрос. Как лучше сделать 1. Поставить симметрирующее устройство (и трансформатор), а затем уже усиливать сигнал. или 2. сделать дифференциальный усилитель в качестве входного каскада и симметрирующего устройства как описано в этой ветке

Что можно использовать в качестве симметрирующего устройства в таком широком диапазоне частот? Трансформатор по типу что стоят в "польских" антеннах? или можно балун на длинной линии с феритовымы кольцами как на картинке?

Спасибо, это Вы мне про СПМШ обьяснчете???Какой спектроанализатор? Вы измерением КШ занимались? Я Вам обьяснил, как нужно измерять КШ(F, КТо, ед СПМШ, дБ) . В дБм/Гц можно фазовые шумы гетеродина измерить, но не широкополосных устройств. Методики измерения Кш ВНИИФТРИ выпускает. Только не спектральную плотност, а спектральную плотность мощьности шумов. Можно измерять в любых единицах. которые я привел, они взаимосвязаны, например 2 ед СПМШ =3 дБ =300К. Если можете измерить Кш усилителя без калиброванного ГШ, это что то новое, нигде в мире этого не могут. Принципиальная ошибка, у Вас ко входу усилителя подключен вибратор, который имеет собственные неизвестные шумы. поэтому Вы получите мощьность шума на выходе системы, но не усилителя. Что и как шумит Вы не узнаете.Прчем все рассогласования будут искажать истинную картину шума каждого элемента устройства. Вы думаете мой ник с потолка?

Спасибо за книгу. Буду восполнять пробелы.
Правильно ли я понимаю: если у меня в каждом плече сопротивление будет 100 Ом, то поставив симметрирующий трансформатор 1:1 (балун) получу несимменричную линию 50 Ом.

2 noise1

Не дадите ссылку на методику измерения коэффициента шума усилителей.

dBm/Hz - это и есть спектральная плотность, в милливатах на герц (в логарифмическом масштабе). По умолчанию она всегда по мощности. Не существует приборов или методик, которые бы давали частотную зависимость спектр.плотности сразу в широкой полосе (по примеру анализаторов цепей с трекинг-генератором), поэтому измерять приходится на фиксированных частотах.
Не сомневаюсь, что на коэффициенте шума Вы собаку съели, но для антенны понятия КШ не существует. Приемная антенна с точки зрения электротехники есть двухполюсник, который имеет выход, но не имеет входа. Есть шумовая температура антенны T, или ее СПМШ=kT. Что и как шумит внутри антенны, антенщиков интересует лишь с точки зрения минимизации выходной СПМШ, обусловленной тепловыми шумами. В любом случае измеряют СПМШ на выходе антенны, или в случае активной антенны, выходной СПМШ активной антенны, то есть выходная СПМШ системы вибратор-усилитель. Собственная СПМШ вибратора, который он дает в экранированной камере не может превысить kT0 (-174dBm/Hz), какой бы у него ни был импеданс, фундаментальные законы физики не позволяют. Согласен, антенный усилитель имеет свой коэффициент шума. Импеданс вибратора влияет на коэффициент шума антенного усилителя, и, конечно, на выходную СПМШ усилителя, но опять-таки, здесь важен результат, поэтому измеряют СПМШ на выходе усилителя при подключенном вибраторе при отсутствии внешнего шума. Затем для оценки чувствительности антенны по напряженности поля или по плотности потока мощности выносят антенну на открытое пространство и получают суммарную СПМШ антенны, которая для хорошей антенны должна хотя бы на 3dB превышать тепловую СПМШ (реально такое соотношение можно обеспечить на частотах не выше 100-150MHz). Также сравнивают внутреннюю шумовую температуру активной антенны с шумовой температурой внешнего пространства, или по Маркову-Сазонову вычисляется абсолютная чувствительность антенны в dB на градус шумовой температуры: делится антенный коэффициент усиления на внутреннюю шумовую температуру.
Согласен, точность измерения СПМШ с калиброванным ГШ методом сравнения выше, чем просто измерять спектроанализатором на фиксированных частотах, но не всегда и не у всех имеется калиброванный ГШ.
Да, приходилось измерять КШ без ГШ, да простит меня весь мир. Измерял КШ тюнера L-диапазона. Так как КШ численно равен эквивалентной СПМШ, приведенной ко входу и пронормированной относительно kT, спектроанализатором измерял СПМШ на выходе (в dBm/Hz), затем через коэффициент передачи пересчитывал на вход. Теоретически вроде правильно, но погрешность одному Вам известно какая.



Если на симметричном входе простейшего симметрирующего трансформатора желательно иметь входное сопротивление плеча 100ом или, тем самым, дифференциальное входное сопротивление 200 ом, то несимметричный выход должен быть нагружен на 200 ом. При этом волновое сопротивление линии внутри трансформатора также должно быть 200ом, но проблема в том, что на практике чем выше волновое сопротивление трансформатора, тем он менее широкополосный. Если нагружаем выход на стандартное 50ом, то входное сопротивление плеча со стороны симметричного входа 25 ом. Трансформатор 50/50 ом легче реализуется в широкой полосе.

Сообщение отредактировал Proffessor - Nov 27 2011, 08:59

Большое спасибо за подробное объяснение. Теперь все понятно.

Для широкополосного измерения Кш существуют измерители Х5....., Аджелент и т.д. Измерить шумы тракта, без антенны не проблема, Как писал, на вход ГШ и между ним и входом усилителя согласующее устройство. На НЧ, обычный П контур, на частотах более 500 МГц , согласующие трансформаторы сопротивлений , выпускаются стандартные из состава ХК5-49 (500-1800 Мгц), Х5-29 (1-4ГГц), Х5-32 (3,2-12 ГГц) и т.д. , до 38 ГГц. Правда в этом случае придется измерять по точкам, т.к. согласование получается в очень узком диапазоне. Антенны не измерял, поэтому и спросил, как это делается. Вероятно измерив Кш усилителя можно подсоединить антенну и посмотреть , что получится. При малых шумах экранировка очень сложная. Даже камеры с двойной экранировкой и с покрытием радиопоглощающем материалом не помогут. Просачивание по сети( ставили отдельный источник) и уходили под землю. Фокус в том, что проявляются шумы самой камеры.
Методики измерения хорошо описаны Алмазов-Довженко " Измерение шумов в СВЧ диапазоне". Работает на "ИСТОК". Если надо, вышлю ТО от измерителей Кш, там все расписано. Можно обратится во ВНИИФТРИ Уздин Р.И., это хранитель эталонов ГШ и нач. лаборатории. Компетентней его по измерению шумов в стране нет.
Если Вы на Украине, то на Киевский "САТУРН", они занимаются измерением шумов.

Сообщение отредактировал noise1 - Nov 27 2011, 14:04

В принципе применяются методы замещения набором калиброванных антенн, или описанные в http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downl...p1&type=pdf и http://www.astro.caltech.edu/USNC-URSI-J/O...161_Gawande.pdf - это уже больше оценочные методы, чем измерения ИМХО.
На Сатурне тройку лет назад надо было провести измерение шумов усилителя 250МГц - полдня искали калибровку ГШ от Х5-30. Не нашли. Так давно они не проводили измерения. Спасло, что хозяин прибора на память помнил некоторые значения - таки померяли. Народ тихо дожидается пенсий. По крайней мере тогда.

Сообщение отредактировал ledum - Nov 28 2011, 10:26

Как измерили? Х5-30 имеет диапазон 2-120 МГц. 250 МГц можно Х5-9, Х5-15, ХК5-48 ....- 50. ГШ каждый год должны аттестовываться. Жаль, что так с Сатурном, там хорошие транзисторы на арсениде галлия делали. Для космоса тоже много работали. Успехов Вам.

Могу и ошибаться. Времени достаточно прошло, а измерение было разовое. Но прибор мне внешне сильно напомнил Х5-29, с которым я долго работал. Да и вроде Х5-30 10-1250МГц. Мы делали свой источник шума на вольфрамовой спирали от лампочек (это до такой степени так плохо было в моем НИИ), на нагретом/холодном прецизионном резисторе 0603 и на обратнопробитом эмиттерно-базовом переходе BFR93 или 2SC3356. У Бердера на Элисате (фирма при Сатурне) нам надо было только подтвердить наши измерения. С эмиттерно базовым пробоем и аттенюатором получилось достаточно приемлемо (цифры Кш были в пределах 1-3дБ). Но еще раз - это все в далеком прошлом.

Если у Вас кто то есть в России, могу твердотельный ГШ переслать с калибровкой 10 -4000 МГц, или на ГШВ-1А(2Д2С) 2-600 МГц, у которого можно плавно изменять Кш. Это все наши установки, от Х5-9 до ХК5-50. Если есть вопросы, skype noisex5-xx1

Спасибо, может года 3 назад это было бы очень актуально, но сейчас мы все уволились с прежнего места работы и ушли в другую область - ЦО спутниковых сигналов. Здесь бываю просто уже по привычке. Но, я думаю, народу здесь такие вещи весьма нужны и он воспользуется Вашим предложением.

Боюсь показаться нескромным, но если бы Вы нам его "переслали" моей благодарности не было бы предела.

Адрес? Это будет после нового года. Сейчас очень занят в миллиметрах. Устроит?

Устроит. Очень Вам благодарен.
Интересует твердотельный ГШ 10 -4000 МГц.

Наткнулся на программу расчете Кш антенн. Может кому интересно.
http://www.om6aa.eu/antc.php

Proffessor, у Вашей антенны размеры антенных элементов примерно какие? А можно фото всей конструкции?