有源微波冷噪聲源技術研究進展

董 帥，王振占，賀秋瑞

（1.中國科學院國家空間科學中心微波遙技術重點實驗室，北京100190；2.中國科學院大學 北京100190）

有源微波冷噪聲源技術研究進展

董 帥1，2，王振占1，賀秋瑞1，2

（1.中國科學院國家空間科學中心微波遙技術重點實驗室，北京100190；2.中國科學院大學 北京100190）

介紹了微波冷噪聲原理，系統闡述了有源微波冷噪聲源設計方法，重點分析了關鍵設計環節對噪聲源性能產生的影響，梳理了國內外有源微波冷噪聲源技術的發展歷程和最新進展，分析了采用有源微波冷噪聲源進行微波輻射計兩點定標的重要意義、應用方案和技術優勢。

有源微波冷噪聲源；微波輻射計；定標；HEMT

有源微波冷噪聲源（ActiveColdNoiseSource，ACNS）又被稱為有源微波冷負載（Active Cold Load，ACL），是一種以微波場效應晶體管（FET）為核心噪聲發生元件的新型微波噪聲源。1975年Pucel提出了完整的FET等效電路模型[1]，在此基礎上，Frater于1981年設想了一種以FET漏極端接終端負載，柵極輸出微波噪聲的電路形式，并分析出該種電路可以在常溫條件下輸出等效噪聲溫度極低的微波噪聲 （理論最低可至50 K）[2]。為區別于電阻形式產生的熱噪聲，Pucel將FET產生的噪聲命名為“冷”噪聲，并預言了這種冷噪聲源的三大應用：為低噪聲接收機進行噪聲測量時提供冷負載；作為三端環形器的冷終端以降低天線等的失配；在微波輻射測量領域作為微波輻射計的冷參考負載與天線測得的低溫亮溫進行比對。根據這一設想，美Dunleavy在1997年成功研制出第一個實用的有源微波冷噪聲源，該噪聲源以InP HEMT管為核心，在K波段實現了105 K的亮溫輸出[3]。……