Comment concevoir un détecteur de niveau d'onde sinusoïdale 1-500MHz à -90dBm?

Je veux construire un détecteur de niveau d'onde sinusoïdale qui fonctionne pour une seule onde sinusoïdale 1-500 MHz dans la plage de -40 dBm à -90 dBm. Ceci est un projet de loisir - donc le coût n'est pas un gros obstacle :-), mais je veux rester en dessous de 2W et de la taille d'une boîte d'allumettes.

Ma première tentative ne fonctionne bien que jusqu'à -75 dBm, j'ai donc besoin d'aide pour concevoir un meilleur circuit pour atteindre -90 dBm. Quelle est la meilleure façon de concevoir un circuit pour ce faire?

CONTEXTE

La première tentative de conception est ici:

entrez la description de l'image ici

Ma chaîne de signal est comme ceci:

SMA> ADG918 (interrupteur) -> MAX2611 (LNA) -> MAX2611 (LNA) -> AD8363 (détecteur de niveau) -> Convertisseur A / N

Le premier commutateur peut sélectionner un signal de référence d'une amplitude connue pour l'étalonnage. Les deux LNA ont chacun un gain d'environ 20 dB. La précision absolue n'est pas importante - tout peut être étalonné tant que le circuit est relativement stable.

Résultats de la première conception:

Je sais que je lutte contre le bruit 1 / f et le bruit thermique, mais quelle est une bonne conception qui peut atteindre des mesures jusqu'à -90 dBm?

Mettre à jour

Je sais maintenant que le bruit thermique place le bruit de fond au-dessus de la cible pour une bande large de 500 MHz, donc un circuit différent est nécessaire (tout comme Andy aka l'explique dans sa réponse ci-dessous).

Le système "connaît" la fréquence à mesurer et il y a une tonalité assez pure de cette fréquence exacte dans le système à -10 dBm.

Une réponse parfaite indiquerait des exemples de pièces clés et esquisserait un schéma fonctionnel approximatif.

rf high-frequency detector noisefloor

— Rolf Ostergaard
source

Savez-vous de quelle fréquence vous essayez de mesurer la puissance? Ma première pensée est de concevoir un récepteur calibré 1-500 MHz, qui vous permettrait d'ajouter plus de gain au système sans vous soucier des oscillations.

— rfdave

Le circuit devrait être capable de mesurer le niveau de n'importe quelle fréquence dans la gamme - en fait, je veux aller aussi bas que possible, mais pas plus haut que 500 MHz.

— Rolf Ostergaard

Bien sûr, mais dans cette plage, lorsque vous essayez de mesurer la puissance d'un signal, savez-vous à quelle fréquence se trouve le signal?

— rfdave

Dave, oui, il y a aussi un signal de la même fréquence exacte dans le système.

— Rolf Ostergaard

$\mu$

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

$\Delta F$

Quoi qu'il en soit 20uV et 50 ohms donne une puissance de 8 pico watts et c'est -81dBm.

Vous n'obtiendrez pas -90 dBm sans que le circuit soit réglé pour rejeter le bruit dans les zones qui ne vous intéressent pas. Ou peut-être envisager une forme de réfrigération?

— Andy aka
source

Oui, j'ai réalisé que - maintenant la question est: Quelle est la meilleure façon de le faire alors?

— Rolf Ostergaard

@RolfOstergaard connaissez-vous la fréquence de l'onde sinusoïdale qui vous intéresse, c'est-à-dire pouvez-vous grossièrement limiter la plage pour réduire le bruit. Si vous ne connaissez pas la fréquence, vous pouvez peut-être toujours limiter la bande mais balayer jusqu'à ce que vous la trouviez? Comment saurez-vous quand vous le trouverez si vous ne connaissez pas sa fréquence? J'ai besoin de plus d'informations pour voir si elle est résoluble.

— Andy aka

Il y a déjà un ton de la même fréquence exacte dans le système. Et la méthode de balayage fonctionnerait car tous les autres tons purs sont connus pour être à une amplitude inférieure.

— Rolf Ostergaard

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

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

Merci. Je comprends l'idée, mais pouvez-vous être plus précis? Disons que la tonalité de référence est -10 dBm, où mettriez-vous les étages de gain? Pouvez-vous suggérer un mélangeur approprié qui produira un son correct? (mini-circuits, etc., ça va)

— Rolf Ostergaard