Heterodyne measurement techniques for noise and linear- and non-linear characterization of RF and microwave devices

Résumé

El objetivo de esta tesis es desarrollar tecnicas de medida nuevas y más precisas para la caracterización lineal y no lineal de dispositivos de RF y microondas, incluyendo los efectos de ruido, principalmente apoyándonos en metodos heterodinos. Hemos encontrado, además, aplicaciones a estas tecnicas en el area de sensores, y vale la pena mencionar que aún existe un amplio campo para continuar explorando en aplicaciones relacionadas con mediciones de alta precision. En particular, en este trabajo se han empleado técnicas heterodinas para medir distorsión de fase y además ruido de amplitud y de fase en amplifi- cadores de alta frecuencia operando en régimen lineal y no lineal. Ademas se ha mejorado la precisión de las medidas existentes de ruido. Por otra parte, se han implementado los principios heterodinos para automatizar e integrar sistemas detectores en el tarea de sensores de alta precisión. Se propone una técnica de medida de distorsión de fase, usando un sistema heterodino como detector de nulos, con el cual se logra medir desplazamientos de fase de dispositivos no lineales de microondas mediante medidas de voltaje unicamente. Por otro lado, hemos propuesto algunas técnicas novedosas para cali- bracion y ajuste de las ya conocidas técnicas heterodinas para la mediciónn de ruido de amplitud y fase. Para finalizar, se aplican los conocimientos previos para el desarrollo de un sistema de medida integrado para caracterizar la frecuencia de resonancia en resonadores. Este sistema se aplica a la caracterizaciónn de una cavidad resonante, la cual convierte posición en frecuencia de resonancia, con lo que se permite medir desplazamientos nanoméricos con un sistema sencillo e integrado.