[发明专利]一种冷阴极气体放电管噪声源

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷阴极气体放电管噪声源，特别是一种低成本、宽频带、具有冷态噪声温度修正的冷阴极气体放电管噪声源。

背景技术

随着科学技术的进步，毫米波频段的器件和系统应用越来越广泛。对于一些低噪声器件和系统，噪声系数是其关键性能指标，而噪声源是测量噪声系数不可缺少的关键仪器设备。50GHz以下的噪声源多为固态噪声源，且因其价格不高，社会上普及率比较高；而到了50GHz以上，平均一台固态噪声源需要十几万人民币。则相应的使用成本就会大幅增加，不利于科研生产。

常见的噪声源分为四种类型：冷热噪声源、饱和二极管噪声源、固态噪声源和气体放电管噪声源。(1)冷热噪声源是将匹配负载控制在某一固定的物理温度来实现的，因其等效输出噪声温度可以用数学模型准确的定义，所以广泛应用于一级计量机构作为噪声计量标准使用，但因其使用较为复杂，所以在日常的噪声参数测量中很少使用；(2)饱和二极管噪声源是使用阴极温度受限制并工作在饱和区的二极管来实现的，但其只能工作于频率较低的米波和分米波段。(3)固态噪声源是将二极管反向偏置，使其处于雪崩击穿状态，利用载流子雪崩倍增的电流起伏来产生噪声信号。其是目前应用最为广泛的噪声源，目前商用的固态噪声源的频率范围从几kHz到170GHz。但是当其频率到了50GHz以上，价格就会很贵；(4)气体放电管是一种离子器件，它由灯丝(阴极)和阳极组成。管内充满一定压强的惰性气体。当放电管点燃时，管内气体电离，产生气体放电，从而产生具有噪声性质的电磁辐射。气体放电管噪声源就是将气体放电管以一定的方式插入传输线，传输线一端接终端负载，另一端为输出端。气体放电管噪声源按照放电管使用的类型，又可分为热阴极气体放电管噪声源和冷阴极气体放电管噪声源。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种冷阴极气体放电管噪声源，以解决了毫米波频段尤其是50GHz以上毫米波频段噪声参数测量成本高昂的问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种冷阴极气体放电管噪声源，该噪声源包括：波导传输线、冷阴极气体放电管、匹配负载吸收体、电源组件、温度测量组件、铂电阻温度传感器、端盖、外壳、电源插座和波导转接头；所述冷阴极气体放电管穿过并固定在所述波导传输线上；所述匹配负载吸收体放置在所述波导传输线内部并靠近一侧端口，其尖劈的尖端朝向另一侧波导传输线输出端口；所述端盖用螺钉固定在所述波导传输线放置所述匹配负载吸收体一侧的口面上；所述电源组件用固定件固定在所述波导传输线的顶部；所述温度测量组件用螺钉固定在所述外壳；所述铂电阻温度传感器表面涂覆导热酯并分别固定在所述波导传输线两侧的安装孔内和所述匹配负载吸收体尾部的安装孔内；所述电源插座用螺母固定在所述外壳的尾部；所述外壳用螺钉固定在所述波导传输线上；所述波导转接头用螺钉固定在所述波导传输线的输出端面上。其中，所述波导传输线优选为8mm频段波导传输线，所述波导传输线的带宽为26.5GHz-40GHz。冷阴极气体放电管穿过所述波导传输线是倾斜穿过并用柔性固定件固定在所述波导传输线上；所述倾斜的角度为12°；所述冷阴极气体放电管的直径为波导传输线宽边的1/4-1/3。优选地，所述波导转接头选自8mm频段到6mm频段波导转接头、8mm频段到5mm频段波导转接头或8mm频段到3mm频段波导转接头。优选地，所述8mm频段到6mm频段波导转接头的频率范围为33GHz-50GHz；所述8mm频段到5mm频段波导转接头的频率范围为50GHz-75GHz；所述8mm频段到3mm频段波导转接头的频率范围为75GHz-110GHz。

有益效果

本发明所述技术方案具有成本低，工作频率范围宽，工作频率范围是26.5GHz-110GHz，准确度高的优点。与现有技术相比：第一，由于热阴极气体放电管现在很少有生产的，所以目前市面上的气体放电管噪声源已经很少见，本发明采用的冷阴极气体放电管是作为照明用的器件，因其社会用量很大，所以成本很低，用其生产的气体放电管噪声源的售价可以控制在同频段固态噪声源售价的1/2以下，量产后价格可以做到更低；第二、本发明通过波导转接头，可以覆盖频率26.5GHz-110GHz(通过改变气体放电管内部气体的参数，后期可以扩展到更高频段)，而固态噪声源目前无法用本方式或其它方式覆盖这么宽的频段；第三，本发明通过在关键部位插入铂电阻温度传感器测量温度，可以修正因为气体放电管发热引入的误差，因而可以提高其准确度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。