第4章-微波收发技术--噪声和接收机灵敏度(本)ppt课件.ppt

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1、微波通信技术第4章微波通信中的收发技术主要内容基本知识：微波工程常用单位和表示方法无线系统体系构架系统的非线性和补偿措施系统的噪声和噪声系数系统的灵敏度和动态范围微波收发系统的实现微波收发系统中的频率源技术设计实例主要内容引言噪声的来源噪声对微波通信系统的影响噪声系数的定义级联系统的噪声系数混频器的噪声系数引言在微波通信系统中，接收机要处理很微弱的信号，但是组成系统的各个部分的附加噪声往往会淹没这些微弱信号。灵敏度、BER、NF是表征系统处理微弱信号能力的系统参数，其中NF具有独特的作用，它不仅可以描述整个系统，也可以描述组成系统的各个部件。通过控制各个部件的NF及增益，即可确定整个系统的

2、NF，从而根据系统带宽来确定系统的灵敏度，进而确定系统的BER。噪声对微波通信系统的影响(1)噪声对微波通信系统的影响(2)噪声的来源热噪声导体内部电子的热运动和电子器件中的载流子的不规则运动所产生的噪声.各种干扰噪声主要是由电波多径传播、阻抗失配、电源波动及其它欣道的干扰所产生的噪声。波形失真传输设备的线性失真与非线性失真所产生的噪声外部噪声外部设备的电磁干扰、各种雷电和云层放电所辐射的电磁干扰和宇宙间其它星系辐射的电磁干扰所产生的噪声。热噪声的分析噪声功率随带宽的减小而减小噪声功率随温度的降低而降低噪声功率公式仅适应于1000GHz以下的频率噪声系数的定义1意义：信号通过二端口网络(放

3、大器)后，由于器件本身产生噪声，使信噪比变坏，使信噪比下降的倍数就是该器件的噪声系数。输入端信噪比输出端信噪比噪声系数的定义2输出端的噪声可分为两部分由进入系统的外部噪声造成的NinGa系统的内部附加噪声NaPn=Na+NinGaGain20dBNF10dBT=290KoNaNp=Na+NinGNinat290KImperfectAmplifierDegradesSignaltoNoiseRatioNaNoise(in)xGain[NinG]Noise(in)噪声系数的定义3利用等效噪声温度将放大器自身产生的那部分噪声由其输入端的等效噪声温度Te来表示则Na=kTefG同样Nin=kT0

4、fGNF0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.52.03.04NF(dB)1.0231.0471.0721.0961.1221.1481.1751.2021.231.2591.4131.5851.9952.512Te(K)6.8213.8120.9628.2735.7543.4151.2459.2667.4775.87120.9171.3291.6442.9有耗二端口网络的噪声系数我们将有耗二端口网络视为无源有耗器件，如衰减器、有耗传输线等用损耗因子L来表示，GA=1/L室温下F=L(F1，G1)为第一级放大器的噪声系数和增益(F2，G2)为第二级放大器的噪声系

5、数和增益F0为级联后的系统噪声系数级联系统中的噪声系数(1)级联系统中的噪声系数(2)级联系统中的噪声系数(3)对N级级联系统噪声度量定义噪声度量标准若Amp1（F1，G1），Amp2（F2，G2）若M1>M2，则Amp2排在Amp1前面，F21>F12若M2>M1，则Amp1排在Amp2前面，F12>F21Amp1F=2,G=10dB,Amp2F=2，G=20dB则M1=1.11111，M2=1.05，因此Amp2排在Amp1的前面F12=2+（2-1）/（1-10）=2.1F21=2+（2-1）/（1-100）=2.01例子第1级NF对系统的影响应合理地分配各级电路的噪声系数和增益在一

6、定条件下,系统的噪声系数只取决于系统的第1级电路的噪声系数计算接收机的总噪声系数主要内容基本知识：微波工程常用单位和表示方法无线系统体系构架系统的非线性和补偿措施系统的噪声和噪声系数系统的灵敏度和动态范围微波收发系统的实现微波收发系统中的频率源技术设计实例主要内容灵敏度灵敏度的定义灵敏度的定量表示收信门限电平动态范围动态范围的定义动态范围的定量表示灵敏度的定义在给定接收机解调器前所要求的输出信噪比的条件下，接收机所能检测的最低输入信号电平。灵敏度与所要求的信号质量即输出信噪比有关，还与接收机本身的噪声系数有关。设接收机天线的等效噪声温度为Ta，接收机的噪声系数为F，功率增益为G，带宽为B。

7、设最低的可检测输入功率电平为Pin,min，则Pin,min=Pout,min/G其中Pout,min是经接收机放大后对应的最低可检测输出功率。接收机输出总噪声功率灵敏度的定量表达式(1)No是天线噪声经放大后的输出与接收机内部附加噪声的总合，即No=kBTaG+Na。Na可视为等效噪声温度为Te的天线噪声电阻经放大后在接收机输出端呈现的噪声功率，Na=kBTeG由噪声系数的定义，F=1+Te/T0，Te=(F-1)T0