Làm cách nào để thiết kế đầu dò mức sóng hình sin 1-500 MHz đến -90dBm?

Tôi muốn xây dựng một bộ phát hiện mức sóng hình sin hoạt động cho một sóng hình sin 1-500 MHz duy nhất trong phạm vi từ -40dBm đến -90dBm. Đây là một dự án sở thích - vì vậy chi phí không phải là một trở ngại lớn :-), nhưng tôi muốn ở dưới mức 2W và có kích thước gần bằng hộp diêm.

Nỗ lực đầu tiên của tôi chỉ hoạt động tốt xuống đến -75dBm, vì vậy tôi cần một số trợ giúp để thiết kế mạch tốt hơn để đạt mức -90dBm. Cách tốt nhất để thiết kế một mạch để làm điều này là gì?

LÝ LỊCH

Nỗ lực đầu tiên tại một thiết kế là đây:

Chuỗi tín hiệu của tôi là như thế này:

SMA> ADG918 (công tắc) -> MAX2611 (LNA) -> MAX2611 (LNA) -> AD8363 (bộ dò mức) -> Bộ chuyển đổi A / D

Công tắc đầu tiên có thể chọn tín hiệu tham chiếu có biên độ đã biết để hiệu chuẩn. Hai LNA có mức tăng khoảng 20dB mỗi cái. Độ chính xác tuyệt đối không quan trọng - tất cả có thể được hiệu chỉnh miễn là mạch tương đối ổn định.

Kết quả từ thiết kế đầu tiên:

Tôi biết tôi đang chiến đấu với tiếng ồn 1 / f và tiếng ồn nhiệt, nhưng một thiết kế tốt có thể đạt được số đo xuống đến -90dBm là gì?

Cập nhật

Bây giờ tôi biết rằng nhiễu nhiệt đặt tầng nhiễu lên trên mục tiêu cho dải rộng 500 MHz, do đó cần một mạch khác (giống như Andy aka giải thích trong câu trả lời của mình bên dưới).

Hệ thống "biết" tần số cần đo và có một âm khá thuần của tần số chính xác đó trong hệ thống ở mức -10dBm.

Một câu trả lời hoàn hảo sẽ chỉ ra các phần chính ví dụ và phác thảo sơ đồ khối thô.

Nhiễu nhiệt cho băng thông 500 MHz ở 50 ohms là khoảng 20 V ở 20degC. Bạn có thể kiểm tra kỹ điều này với máy tính này nhưng phương pháp tay dài là: -$\mu$

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

Trong đó Kb là hằng số của Boltzmann, T là nhiệt độ, R là 50 ohms và là 500 MHz$\Delta F$

Dù sao, 20uV và 50 ohms cho công suất 8 pico watts và đây là -81dBm.

Bạn sẽ không nhận được -90dBm mà không thực hiện điều chỉnh mạch để loại bỏ nhiễu ở những khu vực bạn không quan tâm. Hoặc có thể xem xét một số hình thức phản xạ?