微波射频领域有两个备受关注的“噪声”参数，一个是噪声系数，一个是相位噪声。它们给工程师的工作带来不少麻烦。

噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数，把噪声系数降低到最小可以减小噪声对系统造成的影响。电子系统设计工程师总是尽最大努力使整个系统的信噪比达到最优化的程度，这可以通过提高信号或降低噪声来实现。一个电子系统的噪声因子F的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比：F=（Si/Ni）/(So/No)，把噪声因子用分贝(dB)来表示就是噪声系数，NF=10log(F)。

一、噪声分类与射频微波器件噪声来源

噪声在电子系统中广泛存在，大致分为五类：

热噪声：由导体中电子的热运动引起，与温度成正比。

散粒噪声：由载流子随机穿越势垒产生，常见于半导体器件。

闪烁噪声（1/f噪声）：频率越低噪声越大，与材料表面状态有关。

等离子体噪声：由等离子体中电子与离子的随机运动产生。

量子噪声：源于量子效应，如光子计数的不确定性。

射频微波器件噪声来源：

无源器件（线缆、转接头、衰减器、滤波器）：主要产生热噪声。

半导体器件（放大器、混频器）：除热噪声外，还会产生散粒噪声和闪烁噪声。

二、噪声系数测试方法

Y因子法

原理：通过测量噪声源在冷态（T1）和热态（T2）下的输出噪声功率比（Y因子），结合噪声源的超噪比（ENR），计算噪声系数。

步骤：

特点：需要两次连接，适用于大多数场景。

连接噪声源至被测器件（DUT），测量冷态噪声功率。

切换噪声源至热态，测量热态噪声功率。

计算Y因子和噪声系数。

增益法

原理：利用DUT的增益和输出噪声功率，计算噪声系数。

适用场景：只有频谱仪而无噪声头，且DUT增益较高时。

优势：无需噪声源，操作简便。

基于矢量网络分析仪的噪声系数测试方法

原理：利用矢量网络分析仪的S参数测量功能，结合噪声参数提取算法，计算噪声系数。

特点：适用于高频、宽带器件的噪声系数测量。

三、提高信号分析仪灵敏度的技术

当被测信号接近或低于分析仪本底噪声时，需优化参数以提高灵敏度：

降低衰减：将衰减器设置接近最大杂散信号水平，减少信号衰减。

缩小分辨率带宽（RBW）：降低RBW可降低本底噪声，但会增加测量时间。

使用前置放大器：提高输入信号电平，使其高于分析仪本底噪声。

四、是德科技噪声系数测试解决方案

是德科技提供基于X系列信号分析仪的噪声系数测试系统，如N9010B EXA，具有以下特点：

一键式操作：搭载噪声系数测量应用软件，简化测试流程。

多点触控界面：支持多条迹线查看、多个游标配置，快速访问测量应用。

完整频率范围覆盖：从9kHz至50GHz，满足不同频段需求。

具体型号：

N9000A/B CXA：9kHz至26.5GHz，支持W9069A/N9069EM0E噪声系数测试应用。

N9020A/B MXA：10Hz至26.5/50GHz，支持N9069A/N9069EM0E噪声系数测量应用。

N9030A/B PXA：3/2Hz至50GHz，支持N9069A/N9069EM0E噪声系数测量应用。

N9040B UXA：2Hz至50GHz，支持N9069EM0E噪声系数测量应用。

N9010A/B EXA：10Hz至44GHz，支持N9069A/N9069EM0E噪声系数测试应用。

五、罗德与施瓦茨噪声系数测试解决方案

罗德与施瓦茨提供基于先进信号分析仪及测试系统的噪声系数测量方案，如FSW系列，具有以下特点：

一键式自动化测试：搭载噪声系数测量应用软件（如R&S®Noise Figure Measurement Option），简化从校准到结果输出的全流程操作。

宽频段覆盖与高精度：频率范围覆盖2 Hz至50 GHz，满足低频至毫米波频段的噪声系数测试需求。

具体型号推荐：

R&S®FSW26/50 信号与频谱分析仪

频率范围：2 Hz至26.5 GHz（FSW26）/ 2 Hz至50 GHz（FSW50）

噪声系数测试应用：支持R&S®Noise Figure Measurement Option，集成增益法、Y因子法等多种测量模式。

优势：高动态范围（>140 dB）、低相位噪声（-133 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset），适用于低噪声放大器（LNA）、混频器等器件的精确测试。

R&S®FSVA3000 中端信号与频谱分析仪

频率范围：10 Hz至3.6/7/13.6/30/44 GHz（多型号可选）

噪声系数测试应用：支持R&S®Noise Figure Measurement Option，兼容噪声源校准与增益法测量。

优势：性价比高，支持多端口矢量信号分析（VSA），适用于研发与生产测试场景。

R&S®ZNB/ZVA 矢量网络分析仪（VNA）

频率范围：9 kHz至4/8/20/40/53 GHz（多型号可选）

噪声系数测试应用：通过外接噪声源（如R&S®SMA100B）及VNA噪声系数测量软件，实现S参数与噪声系数同步测量。

优势：支持混合模式S参数、增益压缩等参数同步提取，适用于有源器件的全面表征。

R&S®FSWP 相位噪声分析仪

频率范围：1 MHz至26.5/50 GHz（FSWP26/50）

噪声系数测试应用：支持噪声系数与相位噪声的关联分析，适用于VCO、频率合成器等器件的噪声性能优化。

优势：超低相位噪声基底（-174 dBc/Hz @ 10 GHz, 10 kHz offset），支持双通道相位噪声与幅度噪声同步测量。

选择建议：

高频段测试：优先选择FSW50（50 GHz）或ZVA53（53 GHz）系列，覆盖毫米波频段。

研发与生产测试：FSVA3000系列提供高性价比方案，支持自动化测试脚本开发。

有源器件表征：ZNB/ZVA系列VNA可同步测量S参数与噪声系数，适用于放大器、混频器等器件的全面评估。

相位噪声关联分析：FSWP系列提供噪声系数与相位噪声的联合测试能力，适用于频率源器件的优化设计。