如何设计一个1-500MHz正弦波电平检波器至-90dBm？

我想构建一个可在-40dBm至-90dBm范围内的单个1-500MHz正弦波上工作的正弦波电平检测器。这是一个业余项目-因此成本不是很大的障碍:-)，但我想保持在2W以下且火柴盒大小大致相同。

我的第一次尝试仅在低至-75dBm的情况下才能很好地工作，因此我需要一些帮助来设计一个更好的电路，使其达到-90dBm。设计电路的最佳方法是什么？

背景

设计的第一次尝试是在这里：

在此处输入图片说明

我的信号链是这样的：

SMA> ADG918（开关）-> MAX2611（LNA）-> MAX2611（LNA）-> AD8363（电平检测器）-> A / D转换器

第一开关可以选择已知幅度的参考信号用于校准。两个LNA分别具有约20dB的增益。绝对精度并不重要-只要电路相对稳定，就可以全部校准。

第一个设计的结果：

<图>

我知道我正在与1 / f噪声和热噪声作斗争，但是什么是可以实现低至-90dBm的测量的好的设计呢？

更新资料

我现在知道，热噪声使本底噪声高于500 MHz宽带的目标，因此需要使用不同的电路（正如Andy aka在下面的回答中解释的那样）。

系统“知道”要测量的频率，并且系统中该精确频率在-10dBm处有相当纯净的音调。

一个完美的答案将指出示例关键部分并绘制出粗略的框图。

rf high-frequency detector noisefloor

— 罗尔夫·奥斯特加德
source

您知道您要尝试测量功率的频率吗？我的第一个想法是设计一个1-500 MHz的校准接收器，这将使您能够为系统增加更多的增益，而不必担心振荡。

— rfdave 2013年

该电路应该能够测量该范围内任何频率的电平-实际上，我想尽可能降低但不高于500 MHz。

— 罗尔夫·奥斯特加德

可以，但是在该范围内，当您尝试测量信号的功率时，您知道信号处于什么频率吗？

— rfdave 2013年

戴夫，是的，系统中也存在频率完全相同的信号。

— Rolf Ostergaard

在50欧姆500MHz的带宽的热噪声为约20 V在20degC。您可以使用此计算器再次检查，但长手方法是：- $\mu$

$V_n = \sqrt{4\cdot K_B\cdot T\cdot R\cdot \Delta F}$

其中Kb是玻尔兹曼常数，T是温度，R是50欧姆，是500MHz $\Delta F$

无论如何，20uV和50欧姆都会产生8皮瓦的功率，这是-81dBm。

如果不对电路进行调谐以抑制不感兴趣的区域的噪声，您将不会获得-90dBm的增益。或者考虑采用某种形式的制冷？

— 安迪（aka）
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是的，我意识到-现在的问题是：那么最好的方法是什么？

— 罗尔夫·奥斯特加德

@RolfOstergaard您知道您感兴趣的正弦波的频率吗，即您可以大致限制范围以减少噪声。如果您不知道频率，那么也许您仍然可以限制频段，但可以扫描直到找到它？如果不知道频率，怎么知道呢？我需要更多信息以查看它是否可解决。

— 安迪（aka Andy）

系统中已经存在与频率完全相同的音调。扫描方法将起作用，因为所有其他纯音都已知处于较低的幅度。

— 罗尔夫·奥斯特加德

\sqrt{I^{2} + Q^{2}}

$\sqrt{I^2+Q^2}$

谢谢。我知道了，但是您能更具体些吗？假设参考音为-10dBm，您将增益级放在哪里？你能建议一个合适的混音器，可以输出吗？（可以使用小型电路等）

— Rolf Ostergaard 2013年