微波參量放大器,微波參量放大器是什么意思

參量放大器是利用時變電抗參量實現低噪聲放大的放大電路。例如﹐在變容二極管的兩端外加一個周期交變電壓時﹐其電容參量將隨時間作周期變化。若把這一時變電容接入信號回路中﹐且當電容量變化和信號電壓變化滿足適當關系時﹐就能使信號得到放大。外加的交變電壓源稱為泵浦源。利用鐵芯非線性電感線圈和電子束的非線性等也能構成參量放大器。

參量放大的原理在30年代就已出現﹐但直到50年代后期﹐可在微波頻段工作的半導體變容二極管問世以后才得到發展。這是因為變容二極管具有很高的Q值﹐適于制作噪聲電平極低的微波放大器。變容管參量放大器主要用來放大頻率約為 1～50GHz之間的微弱信號。在這個頻率范圍內﹐它的噪聲特性略差于量子放大器﹐但結構簡單﹐維護也很方便。實用參放的噪聲很低﹐例如﹐在4GHz頻段﹐它的等效輸入噪聲溫度在室溫下可低至50K以下。工作溫度降至20K時﹐其噪聲溫度可低至10K。

變容管參量放大器按工作方式區分﹐有負阻式放大器和上變頻式放大器兩大類。前者可分為信號頻率和空閑頻率大致相等的簡并式放大器(這時信頻回路可兼作閑頻回路)和不相等的非簡并式放大器。簡并式放大器可用于射電天文接收機等雙帶運用的場合﹐這時信號頻率和空閑頻率的能量都被作為輸出“信號”而加以利用。非簡并式參量放大器作單帶運用(通常只用信號頻率)時﹐噪聲較低﹐設計靈活﹐使用較廣。

變容管參量放大器的內部噪聲主要來自變容管寄生電阻的熱噪聲。使變容管(或整個參放)在溫度很低(77K或更低)的環境下工作﹐可以大大降低噪聲﹐這種參量放大器也稱為致冷式參量放大器﹐簡稱冷參。由于變容管質量已大為提高﹐工作在常溫或用小型半導體致冷器使之冷卻到-40 的參放﹐也可以獲得良好的噪聲性能。這種參量放大器簡稱為“常參”﹐與冷參相比﹐它具有結構簡單﹑可靠性高﹑造價低﹑維修方便等優點。

除了變容管微波參量放大器外,還有行波管(TWT) 參量放大器和光纖參量放大器等.

TWT放大器由高頻交流電提供電源，而不是用直流電。它有一些電路特征的設計制造，如電阻，可以隨著能量周期變化。參量放大器之所以非常有用，是因為它內部產生的噪音很小。這樣使他可以在接受設備中有很高的敏感度，這樣就減少了數據傳輸錯誤。而一個行波管（TWT）是一個專門的真空管，它可以用在無線通信，尤其可以用在衛星系統。TWT可以放大或者生成微波信號。有兩種常見的TWT，它們分別是速調管和磁控管。在速調管中，一個負陰極可以發出一束高速，高能量的電子，這束電子可以直行穿越圓柱管直達正陽極。這樣一個漩流可以擊傷管子。伴隨漩流能量的增強，會產生發射頻率信號，電子束中的電子會不斷交替的聚集然后散開。在磁電管中，電子不像速調管中是直行而是螺旋前進，這種由于管的兩端的磁性產生的環路運動，使得電子可以聚集達到很遠的能量。而在TWT內部，高電子密度和低電子密度區域在管子中以波的形式向前或者向四周活動。當對它進行適當的操作，電子中的能量將會傳遞給漩流中的信號。這樣就放大了原始信號。

基于光纖的參量放大器(FOPA)不僅能夠提供可調的、寬帶的信號放大，同時能夠實現寬帶的波長轉換，并被應用于高速歸零碼發生器、全光解復用器、全光采樣器等許多全光信號處理領域，因而被認為將是下一代全光網絡中的關鍵技術。