微波参量放大器,微波参量放大器是什么意思

微波参量放大器,微波参量放大器是什么意思

参量放大器是利用时变电抗参量实现低噪声放大的放大电路。例如﹐在变容二极管的两端外加一个周期交变电压时﹐其电容参量将随时间作周期变化。若把这一时变电容接入信号回路中﹐且当电容量变化和信号电压变化满足适当关系时﹐就能使信号得到放大。外加的交变电压源称为泵浦源。利用铁芯非线性电感线圈和电子束的非线性等也能构成参量放大器。

参量放大的原理在30年代就已出现﹐但直到50年代后期﹐可在微波频段工作的半导体变容二极管问世以后才得到发展。这是因为变容二极管具有很高的Q值﹐适于制作噪声电平极低的微波放大器。变容管参量放大器主要用来放大频率约为 1～50GHz之间的微弱信号。在这个频率范围内﹐它的噪声特性略差于量子放大器﹐但结构简单﹐维护也很方便。实用参放的噪声很低﹐例如﹐在4GHz频段﹐它的等效输入噪声温度在室温下可低至50K以下。工作温度降至20K时﹐其噪声温度可低至10K。

变容管参量放大器按工作方式区分﹐有负阻式放大器和上变频式放大器两大类。前者可分为信号频率和空闲频率大致相等的简并式放大器(这时信频回路可兼作闲频回路)和不相等的非简并式放大器。简并式放大器可用于射电天文接收机等双带运用的场合﹐这时信号频率和空闲频率的能量都被作为输出“信号”而加以利用。非简并式参量放大器作单带运用(通常只用信号频率)时﹐噪声较低﹐设计灵活﹐使用较广。

变容管参量放大器的内部噪声主要来自变容管寄生电阻的热噪声。使变容管(或整个参放)在温度很低(77K或更低)的环境下工作﹐可以大大降低噪声﹐这种参量放大器也称为致冷式参量放大器﹐简称冷参。由于变容管质量已大为提高﹐工作在常温或用小型半导体致冷器使之冷却到-40 的参放﹐也可以获得良好的噪声性能。这种参量放大器简称为“常参”﹐与冷参相比﹐它具有结构简单﹑可靠性高﹑造价低﹑维修方便等优点。

除了变容管微波参量放大器外,还有行波管(TWT) 参量放大器和光纤参量放大器等.

TWT放大器由高频交流电提供电源，而不是用直流电。它有一些电路特征的设计制造，如电阻，可以随着能量周期变化。参量放大器之所以非常有用，是因为它内部产生的噪音很小。这样使他可以在接受设备中有很高的敏感度，这样就减少了数据传输错误。而一个行波管（TWT）是一个专门的真空管，它可以用在无线通信，尤其可以用在卫星系统。TWT可以放大或者生成微波信号。有两种常见的TWT，它们分别是速调管和磁控管。在速调管中，一个负阴极可以发出一束高速，高能量的电子，这束电子可以直行穿越圆柱管直达正阳极。这样一个漩流可以击伤管子。伴随漩流能量的增强，会产生发射频率信号，电子束中的电子会不断交替的聚集然后散开。在磁电管中，电子不像速调管中是直行而是螺旋前进，这种由于管的两端的磁性产生的环路运动，使得电子可以聚集达到很远的能量。而在TWT内部，高电子密度和低电子密度区域在管子中以波的形式向前或者向四周活动。当对它进行适当的操作，电子中的能量将会传递给漩流中的信号。这样就放大了原始信号。

基于光纤的参量放大器(FOPA)不仅能够提供可调的、宽带的信号放大，同时能够实现宽带的波长转换，并被应用于高速归零码发生器、全光解复用器、全光采样器等许多全光信号处理领域，因而被认为将是下一代全光网络中的关键技术。