相位噪声
什么是相位噪声
相位噪声是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等)频稳质量的重要指标，随着频标源性能的不断改善，相应噪声量值越来越小，因而对相位噪声谱的测量要求也越来越高。传统的零拍测量法已面临严重的挑战，特别是在如何减少测量系统本身的噪声对测量结果的影响，提高系统的测量灵敏度方面尤为困难。
相位噪声是频率域的概念 。相位噪声是对信号 时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。从图2中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。 相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
如图
相位噪声的起源
微波管的相位噪声在其诞生之初就为人们所注意，但在很长时间内都没有很清晰的阐释，不过大多数研究都认为与电子束的脉动起伏有关。离子噪声的重要特点是频率很低，一般在几兆赫兹，有时可达到低声频以至超低声，这样低的频率是无法由微波谐振电路产生的，也远低于管子内的任何等离子体振荡频率，近似于张驰振荡。
具体的物理过程大致如下：电子束由于非平衡的布里渊聚焦而产生了沿轴向的脉动，由于空间电荷效应，在轴线产生了静电势阱。由电子束碰撞产生的正离子被俘获在势阱中，当填充到一定程度，电子束聚焦状况会发生变化，势阱向阴极移动，离子随之被释放，打在阴极上，这一过程周期性地反复进行。在离子被俘获、逃逸、再俘获的过程中，沿轴线静电势阱要相应发生变化，使电子束的轴向速度改变，再与高频场相互作用，形成输出信号的噪声。
