毫米波信号发生器相位噪声的测试标准是什么？

毫米波信号发生器相位噪声的测试需结合频率下变频、双通道互相关技术及专业测试设备，同时需满足低噪声测试环境、设备性能匹配、功率控制等关键条件，具体测试标准及方法可归纳如下：

一、核心测试方法

1. 频率下变频与低频测试
   • 原理：毫米波信号（如80GHz）通过外部混频器下变频至中频（如10GHz以下），再利用低频相位噪声分析仪（如R&S FSWP）进行测试。
   • 优势：避免直接测试毫米波信号的高成本问题，同时利用中频测试的成熟技术保证精度。
   • 实例：R&S FSWP配合FS-Z90混频器（60-90GHz）可测试80GHz信号，通过两路混频消除外部噪声影响，灵敏度提升18dB。
2. 双通道互相关技术
   • 原理：输入信号经波导功分器分为两路，分别通过混频器下变频后输入相位噪声分析仪，利用互相关运算消除外部噪声。
   • 优势：显著提高测试灵敏度，例如在77GHz载波、1MHz频偏处灵敏度可达-130dBc/Hz。
   • 应用：是德科技E5052B信号源分析仪结合外部混频器，可测试高达110GHz的毫米波信号。
3. 鉴相器法（需参考信号）
   • 原理：将被测信号与同频参考信号鉴相，输出电压信号经低通滤波后输入频谱仪，分析相位差功率谱密度。
   • 局限：测量频偏范围较窄，需配合频谱仪完成谐波、杂散等指标测试。

二、关键测试条件

1. 测试环境要求
   • 低噪声环境：避免外部电磁干扰，测试设备需接地良好，使用防静电操作台。
   • 温度控制：毫米波器件对温度敏感，需在恒温环境中测试以减少热噪声影响。
2. 设备性能匹配
   • 混频器选择：需根据信号频率选择合适混频器（如FS-Z90覆盖60-90GHz），并控制输入功率（推荐-20dBm）以避免AM-PM转换导致相位噪声抬高。
   • 相位噪声分析仪指标：分析仪自身相位噪声需比被测信号低10dB以上，例如鼎阳SSA3032X Plus在1GHz、10kHz频偏处相位噪声为-98dBc/Hz，可测试更高性能信号源。
3. 功率控制与校准
   • 输入功率优化：毫米波信号输入功率需匹配混频器1dB压缩点（如FS-Z90为-6dBm），过高功率会导致非线性失真。
   • 校准流程：需校准混频器转换损耗、功率分配器不平衡度等，确保测试结果准确性。

三、典型测试流程（以R&S FSWP为例）

1. 连接设备：将被测毫米波信号通过波导功分器分为两路，分别连接至FS-Z90混频器输入端口。
2. 设置参数：在FSWP中配置混频器型号、目标频率（如80GHz）、中频范围（如10GHz）。
3. 启动测试：开启两路混频通道，FSWP自动进行互相关运算并显示相位噪声曲线。
4. 结果分析：读取特定频偏处相位噪声值（如1kHz频偏处-120dBc/Hz），验证是否满足指标要求（如5G毫米波通信要求-100dBc/Hz@10kHz）。