监测接收机等效噪声温度分析
监测接收机等效噪声温度分析
【摘要】文章从RDSS 系统运行的实际情况出发,对地面监测接收机的热噪声进行了论述,引入了等效噪声温度的概念,并对级联网络的等效噪声温度给予了求解,在此基础上最后对RDSS 系统地面监测接收机的等效噪声温度进行了分析和研究。
【关键词】接收机;热噪声;等效噪声温度
1. 引言
由于RDSS 系统采用卫星传输体制,用户入站信号在到达地面中心站前须经卫星转发,远距离传输后到达接收机的信号是很微弱的,如何使接收机的噪声尽可能低,从而使信号与噪声的功率比尽可能满足后端信号处理单元的工作要求,是系统设计的一个至关重要问题。而从研究通信系统的角度看,接收机线性或准线性放大器、变频器以及线路的电阻损耗引起的噪声,均可以作为等效热噪声来处理,或者有的本身就是热噪声,所以文章从热噪声出发,引入等效噪声温度的概念,继而对级联网络的等效噪声温度进行求解,在此基础上对RDSS 系统地面监测接收机的等效噪声温度给予分析。
2. 热噪声基本概念
热噪声是由于传导媒质中带电粒子(通常是电子)随机运动而产生的。其功率谱密度试验结果及热力学和量子力学的分析表明,阻值为R 的电阻(或物体)其两端所呈现的热噪声电压,服从高斯分布,其均值为零,均方值为2R (πkT)2/3h,单位为(V2);而热噪声的单边功率谱密度N (f )为:
N (f )=4Rhf/(ehf/kT-1)(V2/Hz) (1)
式中,T 为物体的绝对温度,(K );
k 为波耳兹曼常数,1.38054×10-23 (J/K);
h 为布朗克适量,6.6254×10-34(J·S );
f 为频率(Hz )。
如图1所示,当此电阻与线性网络匹配连接即R=Rin时,热噪声源输出的是最大噪声功率。匹配负载所得到的最大噪声单边功率谱密度,用n0表示,即:
n0=hf/(ehf/kT-1)(W/Hz) (2)
当f