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線路噪聲
鎖定
線路噪聲簡介
線路噪聲的廣義定義是:掩蓋或擾亂有用信號的某種不期望的擾動。這些擾動可分為兩種情況:擾動源位於電路外部,例如附近有電力輸電線、電話線、帶觸點的電器(繼電器、開關等)、以及電動機作動力的用具(電鑽、機牀和電風扇)等,通過電磁耦合來影響有用的信號,習慣上將這種擾動稱為干擾。這些干擾一般可以採用電磁屏蔽、去耦合和濾波、元件合理佈局及合理走線等方法,使干擾減小或者消除。若擾動源位於電路內部,由於構成電路的材料或器件的物理原因所產生的擾動就稱之為噪聲。例如,處於絕對零度以上的導體中出現的熱噪聲,通過勢壘的載流子構成的散粒噪聲等均屬於這種噪聲。
噪聲是一個隨機變量,它由振幅隨機和相位隨機的許多頻率分量組成,因此其波形是非週期的非正弦量。這種隨機過程是無法確切知道它在某一時刻的瞬時值,但是它遵守統計規律,可以用統計方法來處理噪聲問題,我們可以測定其較長時間的均方根值。
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線路噪聲分類
地球站接收系統的噪聲來源可分為外部噪聲和內部噪聲兩大類。
外部噪聲主要有:
(1)宇宙噪聲。宇宙噪聲主要包括銀河系輻射噪聲、太陽射電輻射噪聲和月球、行星及射電點源的射電輻射噪聲。頻率在1GHz以下時,銀河系輻射噪聲影響較大,故一般就將銀河系噪聲稱為宇宙噪聲。當接收天線指向銀河系時收到的噪聲等效温度和頻率有一定的關係。
(2)大氣噪聲。大氣除產生吸收現象外,還同時產生噪聲。通常天線波束內的大氣,將在天線輸出上產生如隨入射角而變化的大氣噪聲。這種影響,在入射角小時,將急劇增加。
(3)降雨噪聲。降雨除會引起無線電波的損耗外,同時也會產生噪聲。實踐證明,在4GHz時,噪聲温度的上升最大可達100K,國際衞星通信組織設計4GHz接收系統時,為了避免暴雨的影響,考慮給出6dB的餘量。
(4)干擾噪聲。這是來自其它地面通信系統的干擾電波所引起的噪聲。按CCIR規定,任意1h內干擾噪聲的平均值應在1000pW以下。
(5)地面噪聲。在天線副瓣較大的情況下,會混進來一些直接由地面温度引起的噪聲以及由地面反射的大氣噪聲,這些噪聲叫作地面噪聲。通過天線設計,可以把此噪聲温度控制在3K一20K。
(6)上行線路和轉發器的互調噪聲。上行線路噪聲主要由轉發器接收系統產生,其大小取決於衞星天線增益和接收機噪聲温度。轉發器互調噪聲主要是由於行波管放大器同時放大多個載波,因非線性特性而產生的。這些噪聲將隨信號一起,經下行線路而進入接收系統。
此外,還有天電噪聲,太陽噪聲,天線罩噪聲等。
線路噪聲功率的計算
如果接收系統輸入端匹配,則各種外部噪聲和天線損耗噪聲綜合在一起,進人接收系統的噪聲功率應為:
Nα=kTB
式中 Nα——進入接收系統的噪聲功率;
T——-天線的等效噪聲温度;
k——波爾茲曼常數;