Vastaanottimen ekvivalentin melulämpötilan käsite. Ekvivalentti kohinan lämpötila lineaarisen vastaanottopolun zs sss tulossa. Ulkoinen melu afs

Tehokas melulämpötila

Antennin tai AFU:n tehollinen kohinan lämpötila syötetään vastaanottoantennin parametriksi vastaanoton aikana heikkoja signaaleja mikroaaltoalue analogisesti lämpömelun lähteiden kanssa.

Mikroaaltoradion vastaanottolaitteita tutkittaessa kohinan lähteen efektiivinen kohinan lämpötila (Kelvin-asteina) otetaan käyttöön kertoimena, joka liittyy kohinan tehoon ja kaistanleveyteen:

,

missä on Boltzmannin vakio

Tehollista melun lämpötilaa, joka kuvaa kaikkien ulkoisten häiriöiden voimakkuutta, kutsutaan perinteisesti melusäteilyn lämpötilaksi. Se lasketaan yleensä ottamalla käyttöön häiriölähteiden kirkkauslämpötilan käsite. Häiriölähteen pinta-alalla on lämpötila, jos sen aiheuttaman häiriön voimakkuus on yhtä suuri kuin täysin mustan kappaleen vastaavan osan radiosäteilyn intensiteetti, jolla on sama lämpötila ja sama tilakonfiguraatio kuin häiriön lähteellä. Intensiteetti - tämä on voiman spektritiheys, joka tulee säteilevän kappaleen pinnan yksikköpinta-alan kautta yksikkökulmaan.

Täysin mustalle rungolle: .

Vastaanottava antenni vastaanottaa vain sen osan tehosta, jonka tyyny (säteilevän pinnan perustyyny) säteilee solidissa kulmassa, joka perustuu antennin teholliseen pinta-alaan. Siten vastaanottimen tulon alueen säteilytehon spektritiheys, sovitettuna antenniin, on yhtä suuri:

missä on avaruuskulma, jossa säteilevä alue näkyy antennista ()

Koska Säteilypinnan eri osista tulevat häiriökentät ovat tilastollisesti riippumattomia, jolloin vastaanottimen sisäänmenon häiriön kokonaisspektritehotiheys määritetään summaamalla kaikkiin suuntiin antennista säteilevän pinnan osiin:

Kokonaismeluteho:

Melun lämpötila:

Arvo ei riipu vain antenniparametreista, vaan myös jakelun intensiteetistä ulkoisista lähteistä häiriötä

Antennin oman kohinan määrää antennin häviövastus, jonka lämpötilan on katsottava olevan yhtä suuri kuin ympäristön lämpötila - antennin fyysinen lämpötila. Häviöt huomioiden antennin vastaava piiri kohinan EMF-generaattorina on esitetty kuvassa, jossa se on osoitettu melun lämpötila erilainen kuin ympäristön lämpötila.

Ulkoinen melu ja antennin häviöistä johtuva kohina ovat staattisesti riippumattomia, joten sinun on lisättävä niiden neliökeskiarvot:

tai ,

missä on antennin tehollinen kohinan lämpötila.

Muutoksen jälkeen meillä on:

, ,

missä on antennin hyötysuhde.

Samanlaista tekniikkaa käyttämällä syöttölaitteen ja siihen sisältyvien laitteiden häviöistä johtuva melu otetaan huomioon:

missä on siirtojohdon hyötysuhde, on siirtolinjan (syöttölaitteen) fyysinen lämpötila, on antennipiirin tehonsiirtokerroin ottamatta huomioon antennin ja linjan häviöitä. Tässä antenni on sovitettu syöttölaitteeseen, mutta vastaanotin ei ole ().

Vastaanottimen ja syöttölaitteen välistä ristiriitaa käytetään usein vähentämään kohinaa vastaanottimen tulopiirissä, kun saavutetaan maksimaalinen herkkyys mikroaaltoalueella.

Antenni kohinan lämpötila

Antenni kohinan lämpötila- vastaanottoantennin kohinatehon ominaisuudet. Kohinalämpötilalla ei ole mitään tekemistä antennin fyysisen lämpötilan kanssa. Se saadaan Nyquistin kaavalla, ja se on yhtä suuri kuin vastuksen lämpötila, jolla olisi sama lämpökohinateho tietyllä taajuuskaistalla:

Missä

Meluteho, - melun lämpötila, - taajuuskaista, - Boltzmannin vakio.

Melun lähde ei ole itse antenni, vaan meluisat kohteet maan päällä ja avaruudessa. Kohinan kosminen komponentti riippuu antennin halkaisijasta: mitä suurempi halkaisija ja vahvistus, sitä kapeampi säteilykuvion pääkeila on vastaavasti, sitä vähemmän ulkoista kosmista kohinaa antenni vahvistaa hyödyllisen signaalin mukana. Antennikohinan lämpötilan maanpäällinen komponentti riippuu korkeuskulmasta - mitä alemmalta antenni "näyttää", sitä enemmän se vastaanottaa teollisia häiriöitä ja kohinaa Maan pinnan lähteistä. Siksi melun lämpötila ei ole vakioarvo, vaan korkeuskulman funktio. Pääsääntöisesti se on ilmoitettu yhdelle tai useammalle korkeuskulma-arvolle. Halkaisijaltaan 90 cm:n parabolisen antennin tyypillinen kohinalämpötila Ku-kaistalla 30 asteen korkeuskulmalla on 25-30K.

Antennikohinan lämpötila radioastronomiassa

Antennin kohinan lämpötilan käsitettä sekä antennin lämpötilan käsitettä käytetään laajasti radioastronomiassa. Antennin lämpötila kuvaa antennin vastaanottaman säteilyn kokonaistehoa eli antennin vastaanottaman säteilyn kokonaistehoa. meluteho ja tutkittavien kohteiden teho, kun taas melun lämpötila on vain meluteho (häiriötekijät). Jos mikään radiolähde ei putoa säteilykuvioon, antennin lämpötila on yhtä suuri kuin kohinan lämpötila. Siten hyödyllinen signaali riippuu antennin ja kohinan lämpötilojen erosta.

Tyypillisesti melun lämpötila koostuu kahdesta osasta: vakio ja stokastinen. Vakiokomponentti voidaan kompensoida, mutta stokastinen komponentti asettaa perustavanlaatuisia rajoituksia radioteleskooppien herkkyydelle. Siksi signaali-kohinasuhteen lisäämiseksi radioteleskooppeja suunniteltaessa päähuomio kiinnitetään stokastisen komponentin vähentämiseen. Tätä tarkoitusta varten käytetään hiljaisia ​​vahvistimia, vastaanottimien jäähdytystä nestemäisellä typellä tai heliumilla jne.

Katso myös

Linkit

Wikimedia Foundation. 2010.

Katso, mitä "Antennin kohinan lämpötila" tarkoittaa muissa sanakirjoissa:

Tehokas suure, joka toimii kohinatehon mittana radiovastaanottolaitteissa. Sh t on sama kuin sovitetun vastuksen lämpötila (antenniekvivalentti), jossa sen lämpökohinan teho on yhtä suuri kuin annetun kohinan teho.

Satelliittilinkin vastaava melulämpötila Recom- Maa-aseman vastaanottoantennin lähdön kohinan lämpötila, joka vastaa radiotaajuisen kohinan tehoa, joka muodostaa satelliittilinkin lähdössä havaitun kokonaismelun, pois lukien häiriöistä aiheutuva kohina. satelliittilinjat,… … Teknisen kääntäjän opas

Satelliittilinkin vastaava melulämpötila- 1. Maa-aseman vastaanottoantennin lähdön kohinan lämpötila, joka vastaa satelliittilinkin lähdössä havaitun kokonaismelun aiheuttavan radiotaajuisen kohinan tehoa, lukuun ottamatta satelliittilinkkien aiheuttamaa häiriötä, . .. ... Tietoliikenteen sanakirja

Määrää kuvaava teho elektromagneettinen säteily antennin vastaanottama. Käytetään usein radioastronomiassa. Antennilämpötilalla ei ole mitään tekemistä antennin fyysisen lämpötilan kanssa. Aivan kuten melun lämpötila, se... Wikipedia

Säteilyn voimakkuutta kuvaava fotometrinen suure. Käytetään usein radioastronomiassa. Sisältö 1 Taajuusalueella 2 Aallonpituusalueella ... Wikipedia

Radioteleskoopin antenni RT 7.5 MSTU. Bauman. Venäjän federaatio, Moskovan alue, Dmitrovskin alue. Peilin halkaisija 7,5 metriä, toiminta-aallonpituusalue: 1-4 mm Antenni on laite radioaaltojen lähettämiseen ja vastaanottamiseen (eräänlainen sähkömagneettinen... ... Wikipedia

I Rata (latinan sanasta orbita track, polku) ympyrä, toiminta-alue, leviäminen; katso myös Rata (med.), Taivaankappaleiden kiertoradat, Keinotekoisten avaruusobjektien kiertoradat. II Orbit (lääketieteellinen) silmäkuoppa, kallon luuontelo, jossa... ... Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

GOST 24375-80: Radioviestintä. Termit ja määritelmät- Terminologia GOST 24375 80: Radioviestintä. Termit ja määritelmät alkuperäinen asiakirja: 304. Radiolähettimen taajuuden epävakaus erilaisia ​​asiakirjoja: Absoluuttinen epävakaus......

Laite radiosäteilyn vastaanottamiseen ja mittaamiseen avaruudesta. kohteet, joiden aallonpituus on dekametristä millimetriin (radioaaltojen "läpinäkyvyysikkunan" sisällä maan ilmakehästä). Mittaukset ohi pitkät aallot tuotettu avaruudesta. R.…… Fyysinen tietosanakirja

GOST R 50788-95: Laitteet satelliittitelevisio-ohjelmien suoraa vastaanottoa varten. Luokittelu. Pääparametrit. Tekniset vaatimukset. Mittausmenetelmät- Terminologia GOST R 50788 95: Laitteet satelliittiohjelmien suoraa vastaanottoa varten televisiolähetykset. Luokittelu. Pääparametrit. Tekniset vaatimukset. Mittausmenetelmät alkuperäinen asiakirja: 3.1.4 Antennilaite vastaanottoon... ... Normatiivisen ja teknisen dokumentaation termien sanakirja-viitekirja

Tämä parametri syötetään vain vastaanottoantenneille. Lisäksi sen arvo on suurelta osin ratkaiseva, jos antennia käytetään yhdessä erittäin herkän radiovastaanottolaitteen kanssa. Tässä tapauksessa antenni, suhteessa jälkimmäiseen, ei toimi vain signaaligeneraattorina, vaan myös kohinan lähteenä (passiivinen häiriö). Teollisuuden sähkö- ja radiolaitteistojen vaihtuvien kenttien, ilmakehän salamapurkausten sekä maapallon lämpösäteilyn ja kosmisen säteilyn lähteiden vaikutuksesta antenniin indusoituu EMF, riippuen kaikkien ulkoisten häiriöiden tehosta. ja niiden tilajakauma suhteessa antenniin.

Analogisesti melutehoa ja kaistanleveyttä koskevan lain kanssa (Nyquistin kaava):

P Ш = k T E Df,

missä k on Boltzmannin vakio;

T E - tehollinen melulämpötila, K O,

Vastaanottavan antennin kohinateho on muotoa:

P Ш = k T A Df.

Tässä T A on antennin kohinan lämpötila.

Se määritellään seuraavasti:

ja riippuu:

Antenni tehokkuus sisään tähän suuntaan;

T I (q,j) - kirkkauslämpötilan jakauma avaruudessa, joka kuvaa ulkoisen häiriön voimakkuuden jakautumista.

Siten vastaanottoantennin kohinan lämpötila määräytyy suurelta osin antennikuvion sijainnin perusteella suhteessa kohinan (säteilyn) lähteisiin. Pääsääntöisesti maapallon ja suurelta osin ilmakehän lämpösäteily vaikuttaa säteilykuvion sivukeiloihin. Jos säteilykuvion pääkeila on suunnattu kosmisen säteilyn lähteisiin (esimerkiksi avaruusviestintäjärjestelmissä, ionosfäärisessä radioviestinnässä), antennin kohinalämpötila nousee merkittävästi. Kirkkauden lämpötilajakauma riippuu suunnan lisäksi myös käyttötaajuusalueesta. Kirkkauslämpötila määritetään erityisten kuvaajien avulla. SISÄÄN yleinen tapaus Antennin oman kohinan määrää antennin häviövastus, jonka lämpötilan on katsottava olevan yhtä suuri kuin ympäristön lämpötila. Tässä tapauksessa voidaan olettaa, että jos antennin "näkökentässä" ei ole tehokkaita erillisiä kosmisen radiosäteilyn lähteitä, niin kosmisesta kohinasta johtuva melun lämpötilakomponentti on noin 5 K O, ilmakehän melusta johtuen - noin 15 K O ja johtuen lämpöradiolähetteen Maan vastaanotosta kuvion sivu- ja takakeiloissa - noin 3 K O.

7. Lähetys- ja vastaanottoantennien taajuus-, tila- ja polarisaatioyhteensopivuus.

Antennien taajuuden yhtenäisyys viittaa niiden kykyyn toimia samalla taajuusalueella. Jos antennit toimivat eri taajuusalueilla, taajuuksien yhdenmukaisuutta ei voida taata. Vaikka vastaanottoantennissa vaikutuksen alaisena elektromagneettinen kenttä eri taajuudella (joka on häiriö), EMF indusoituu, mutta teho annettu signaali Vastaanottavan laitteen sisääntulossa on paljon vähemmän, koska antenni on huonosti sovitettu syöttöreitille.

Antennien avaruudellisella konsistenssilla tarkoitetaan niiden keskinäistä järjestelyä avaruudessa, jossa niiden kuviot ovat toisiaan kohti suunnattuja ja tarjoavat edullisimman sähkömagneettisten aaltojen energian siirron. Tämä tarkoittaa, että toinen antenni lähettää ja toinen vastaanottaa. On selvää, että kapeasti suunnatuilla antenneilla antennien suhteellista sijaintia koskevan vaatimuksen on oltava tiukka.

Pohdittaessa kysymystä antennien polarisaatiokonsistenssista on pidettävä mielessä, että vastavuoroisuusperiaatteen perusteella vastaanottavan antennin polarisaatioominaisuudet määräytyvät täysin saman antennin polarisaatioparametrien mukaan lähetystilassa. Tästä seuraa johtopäätös, että jos otat kaksi identtistä antennia, toinen vastaanottoantenniksi ja toinen lähettäväksi, ja sijoitat ne identtisesti avaruuteen, niin näiden antennien polarisaatiokonsistenssi saavutetaan automaattisesti. Tämä antaa meille mahdollisuuden muotoilla seuraavat ehdot täydelliselle polarisaation johdonmukaisuudelle:

Lähetys- ja vastaanottoantennien elliptisyyskertoimien tulee olla yhtä suuret;

Lähetys- ja vastaanottoantennien polarisaatioellipsien kaltevuuskulmien on oltava samat;

Kenttävektorien pyörimissuuntien tulee olla vastakkaisia, jos molempia polarisaatioellipsiä katsotaan minkä tahansa antennin sivulta.

Kuvassa näkyy erilaisia ​​vaihtoehtoja lähettävän (1) ja vastaanottavan (2) antennin polarisaatioellipsien sijainti niiden polarisaatiokonsistenssin mukaan.

Minkä tahansa polarisaation vastaanottoaaltojen tehokkuuden arvioimiseksi otetaan käyttöön polarisaatiotehokkuuskerroin:

jossa K E1 ja K E2 ovat antennin elliptisyyskertoimia;

Dg on ellipsien kaltevuuskulmaero.

Täydellisen polarisaation johdonmukaisuuden tapauksessa, kun kaikki muut asiat ovat samat, EMW indusoi suurimman EMF:n vastaanottavassa lineaarisessa antennissa ja suurin lähtöteho on aukkotyyppisessä antennissa. Ja päinvastoin, sovittamalla antennin polarisaatioominaisuudet häiritsevien sähkömagneettisten aaltojen polarisaatiorakenteeseen, voidaan merkittävästi heikentää sen vaikutusta vastaanottoantenniin. Jos vastaanottavan lineaarisen antennin EMF on yhtä suuri kuin 0 (tai aukkotyyppisessä antennissa - lähtöteho), puhumme täydellisestä polarisaatioeristyksestä. Kuvassa on esitetty erilaisia ​​vaihtoehtoja lähetys- (1) ja vastaanottoantennien (2) polarisaatioellipsien sijoittelulle niiden polarisaatioepäsopivuuden mukaan.

Sivu 3

Lukuisia raportteja jäähdytettyjen parametristen vahvistimien kehittämisestä on julkaistu kirjallisuudessa. Erityisesti kirjoituksissa esitellään diodijäähdytyksen vaikutusta vahvistimen teholliseen kohinan lämpötilaan. Kuvassa Kuva 11.4 esittää kokeellisesti saadut vahvistimen kohinalämpötilan riippuvuudet germaniumista, piistä ja galliumarsenidista valmistettujen diodien lämpötilasta.

Tämän lisäksi on monia tapauksia, joissa todellinen melu ylittää merkittävästi näillä kaavoilla lasketun melun. Kokeen ja laskennan välisten ristiriitojen välttämiseksi otetaan käyttöön efektiivisen melun lämpötilan tai tehollisen vastuksen (johtavuuden) käsitteet vastaavien todellisten arvojen sijaan. Tällaiset ideat ovat epäonnistuneita ja jopa haitallisia, koska vaikka ne mahdollistavatkin laskennallisen kokemuksen numeerisen vähentämisen, ne eivät vastaa asian ydintä, eivätkä siksi osoita oikeat keinot melunhallinta

Yhtälö (5.26) käyttää kohinakuvan käsitettä kuvaamaan vahvistimen kohinaominaisuuksia. Yhtälö (5.28) on vaihtoehtoinen (ja vastaava) ominaisuus, jota kutsutaan teholliseksi kohinan lämpötilaksi. Muista, että kohinatekijä on mitta suhteessa standardiin. Melun lämpötilalla ei ole tällaista rajoitusta.

Tämä erottelu suoritetaan yksinkertaisesti käyttämällä kiertovesipumppua, kuten kuvassa 2 on esitetty. 17.23, a. Tällä on myös se etu, että huonelämpötilavastaanottimen kuormitusääni ei mene suoraan maseriin. Maserin oman melulämpötilan TNM lisäksi tehollinen melulämpötila sisältää seuraavat termit: TNR / gp, joka ottaa huomioon vastaanottimen kohinan; TLA, joka ottaa huomioon antennista heijastuneen sovitetun kuorman kohinan; TLM, joka aiheutuu kiertovesipumpun varsien 2 ja 4 välistä kulkevasta melusta; TRM johtuu vastaanottimen nastat, jotka kulkevat aTO:n haarojen 3 ja 2 välissä, mikä määräytyy antennin ja maserin välisen syöttölaitteen dissipatiivisista häviöistä.

Vahvistinverkkojen ja linjahäviöverkkojen välisiä eroja voidaan tarkastella aiemmin kuvattujen häviö- ja kohinamekanismien yhteydessä. Kuitenkin myös tässä tapauksessa huononeminen ilmaistaan ​​meluluvun tai tehollisen melulämpötilan nousuna.

Esimerkiksi Petritzin teoria johtaa muotoon v - 1 olevaan lakiin, jonka poikkeamat ovat 3 56 lähes viiden vuosikymmenen taajuusalueella. Joitakin välkyntäkohinamittauksia on tehty; Nicol havaitsi, että 45 MHz:n taajuudella tämä kohina voi olla suurempaa kuin laukauskohina ja se voi olla merkittävä taajuuksilla 1 GHz asti. Nämä lisälähteitä kohina on otettava huomioon analysoitaessa pistekosketusdiodien ominaisuuksia ja vertaa tällainen kohina teholliseen melun lämpötilaan.

Parametrisia vahvistimia käytetään useimmiten TRRL-laitteissa. Ne ovat laitteita, jotka käyttävät muuttuvaa reaktiivista elementtiä, joka on parametrinen diodi, jolla on epälineaarisen kapasitanssin ominaisuuksia ja joka muuttaa sen reaktanssi ulkoisista energialähteistä johtuen. Koska puhtaasti reaktiivisilla elementeillä ei ole omaa kohinaa, PU:t tarjoavat matalat tasot kohinaa, mikä mahdollistaa vastaanottimen tehollisen kohinan lämpötilan alentamisen vaadittuun arvoon 100 - 150 K. Niissä diodin p:nnen liitoksen kapasitanssia käytetään energian keräämiseen, ja tämä kapasitanssi muuttuu syöttöön pumpun generaattorista (GN) AC jännite, jonka taajuus on suurempi kuin vahvistetun signaalin taajuus.

Kryogeenisesti jäähdytetyille millimetri- ja suRayleigh-Jeans-approksimaatio voi tuottaa merkittävän virheen. Lämpölähteen tehollisen melun lämpötilan määrittämiseksi siinä tapauksessa, että kvanttivaikutukset on otettava huomioon, käytetään kahta kaavaa.

Ottaen kaasun teholliseksi lämpötilaksi 500 K, Ne n:lle Doppler-levennetty viiva (9.9) havaitaan, että vahvistimen kaistanleveys on 315 MHz, ja kaavalla (9.20) saadaan kohinan kokonaislähtöteho moodille 12 3 10 - 9 wattia. Kaava (9.6) antaa, että tehollinen melun lämpötila tässä tapauksessa on 8550 K, kun taas tämän arvon ihanteellinen arvo on 6120 K.

Kaupallisten järjestelmien lämpötila-alue on yleensä 30-150 K. Melutekijöiden käytön haittana tällaisissa hiljaisissa verkoissa on, että kaikki saadut arvot ovat lähellä yksikköä (0 5 - 1 5 dB), mikä aiheuttaa tiettyjä vaikeuksia. kun verrataan laitteita. Avaruusviestintäsovelluksissa vertailulämpötila 290 K ei ole yhtä sopiva kuin maanpäällisissä sovelluksissa. Tehokasta syöttökohinalämpötilaa verrataan yksinkertaisesti lähteen efektiiviseen melun lämpötilaan. Yleisesti ottaen sovellukset, joissa on vähän meluisia laitteita, kuvataan paremmin tehokkaan lämpötilan kuin kohinatekijän kannalta.

Vahvistimen yksivartisen version toteuttamiseksi käytetään kiertovesipumppua. Tällaisissa vahvistimissa käytetään diodeja, joissa on terävät, tasaiset ja pistekosketussiirtymät. Lähtötehot ovat 5 - 500 m, näiden arvojen yläpuolella tapahtuu kyllästymistä; tällä tehoalueella vahvistuskaistanleveystulo kasvaa. Tehokas melulämpötila ei yleensä ylitä 300 K; Tietyissä rajoissa melulämpötilaa voidaan alentaa käyttämällä suurempaa pumpun tehoa.

Kuvassa 4.11 näyttää kaavion, jonka avulla voit vertailla meluominaisuuksia erilaisia ​​tyyppejä vahvistimet. Kaaviosta seuraa, että kidesekoittimien kohinan lämpötila nousee erittäin nopeasti taajuuden kasvaessa ja / 300 MHz ylittää 1000 K. Triodipohjaisilla suurtaajuusvahvistinpiireillä on alhaisempi kohinan lämpötila. Vahvistettujen värähtelyjen taajuuden kasvaessa se kuitenkin kasvaa myös hyvin nopeasti. Tunnelidiodivahvistimien tehollinen kohinan lämpötila pysyy käytännössä vakiona (Te 800 K) /6000 MHz asti. Parametristen vahvistimien (PA) kohinan lämpötila on lähellä 100 K. Kuvassa on vertailua varten joidenkin melulähteiden melulämpötila.

Koska kohina on laajakaistaisempaa kuin vastaanottava laite, oletetaan lisäksi, että ihanteellisen vastaanottimen sisääntulossa on valkoisen kohinan idealisoitu kohinajännite. Sitten ainoa ominaisuus, jota vaaditaan seuraavissa luvuissa, on tämän ekvivalentin kohinan spektritiheys, muutettuna vastaanottimen tuloksi. Tämän ominaisuuden löytämiseksi harkitse melun syitä ja melun määrällisiä ominaisuuksia. Ensinnäkin huomaamme, että vaikka itse vastaanottava laite olisi täysin kohinaton, vastaanottimen sisääntulossa olisi kohinajännitettä. Osoitamme alla syitä näiden tuloäänien esiintymiseen. Koska itse vastaanottava laite on epätäydellinen ja aiheuttaa lisäkohinaa, vastaanottimen lähdön kohinajännite määräytyy sekä tulokohina että sen oma kohina. Jos vastaanottimessa ei ole matalakohinaisia ​​suurtaajuisia vahvistimia, lähdön kohinajännite määräytyy sen oman kohinan mukaan.

Määrällisesti kuinka paljon oikea vastaanotin poikkeaa ihanteellisesta kohinattomasta, otetaan yleensä käyttöön käsite vastaanottavan laitteen kohinaluku.

Tietyn lineaarisen kaksiporttisen verkon kohinaluku on luku, joka osoittaa kuinka monta kertaa signaali-kohinasuhde on tehona

sen tulo on suurempi kuin vastaava signaali-kohinasuhde lähdössä,

missä on signaalitehon suhde kohinatehoon neliporttisen verkon päästökaistan sisääntulossa; signaalitehon suhde kohinatehoon lähdössä.

Relaatiosta (2.2.1) käy selvästi ilmi, että ihanteellisen meluttoman neliporttisen verkon tapauksessa kohinaluku yhtä suuri kuin yksi, ja ihan oikeasti

Kuvitellaan vastaanottava laite sarjaan kytkettyjen neljän päätelaitteen verkkojen muodossa, joilla on vastaavat kohinaluvut: Jos neljän päätelaitteen verkkojen kuormat täsmäävät, niin vastaanottavan laitteen kohinaluku on helppo saada. seuraava suhde:

missä ovat nelipääteverkkojen tehonvahvistuskertoimet.

Tuloksena olevasta lausekkeesta on selvää, että jos vastaanottimessa on korkeataajuinen vahvistin, jolla on suuri vahvistus, niin sen kohinaluku määräytyy pääasiassa tämän vahvistimen ja tulopiirien sisäisen kohinan mukaan.

Senttimetrialueen vastaanottimissa ei kuitenkaan usein ole vahvistimia korkeilla taajuuksilla. Tällaisissa vastaanottimissa ensimmäinen voimakkaasti kohinainen elementti on mikseri, toinen on välitaajuusvahvistin. Sekoittimen kohina koostuu kideilmaisimen luontaisesta kohinasta ja paikallisoskillaattorin kohinasta. Tyypillisesti sekoittimen meluominaisuuksille on ominaista suhteellinen melun lämpötila

Sekoittimen melulämpötila on tehokas; vastaanottavan laitteen elementtien absoluuttinen lämpötila; mikserin tehonsiirtokerroin ja meluluku.

Sitten vastaanottimen kohinaluku kirjoitetaan muotoon

Tässä on vahvistimen kohinaluku.

Siten vastaanottimen kohinaluku määräytyy pääasiassa välitaajuusvahvistimen kohinasta ja sekoittimen kohinasta. IF-kohinan esiintymiseen on monia syitä. Voit osoittaa esimerkiksi sellaisia ​​melulähteitä kuin vastusten lämpökohina, laukausefektistä johtuva melu tyhjiöputket, jne.

Kuten kaavasta (2.2.2) seuraa, koko välitaajuusvahvistimen kohinaluku määräytyy pääosin sen ensimmäisten asteiden kohinaluvuista. Siksi vastaanottolaitteita suunniteltaessa kiinnitetään erityistä huomiota tulopiirin kohinaominaisuuksiin ja vahvistimen ensimmäisiin vaiheisiin. Käsittelemättä näitä asioita yksityiskohtaisesti, huomautamme, että kohinaluku senttiaaltovastaanottimissa, joissa ei ole vahvistusta korkeilla taajuuksilla, on yleensä luokkaa 10-16 dB

Jos vastaanottavassa laitteessa on suurtaajuusvahvistin, joka on liikkuva aaltolamppu, niin tällaisen vastaanottimen kohinaluku on luokkaa 3 dB.

Kun tiedät kohinaluvun, voit helposti laskea kohinatehon vahvistimen lähdössä. Siitä lomakkeesta, jonka saamme

missä on vastaanottavan laitteen polun tehovahvistus toiseen ilmaisimeen.

Kohinateho vahvistimen päästökaistan sisääntulossa voidaan laskea hyvin tunnetulla kaavalla

Missä on vastaava tuloäänen lämpötila, ilmaistuna absoluuttiset yksiköt; vahvistimen tehokas kaistanleveys; k on Boltzmannin vakio.

Silloin kohinateho vahvistimen lähdössä on yhtä suuri

missä on vastaanottavan laitteen tehollinen melun lämpötila.

On huomioitava, että näihin kaavoihin sisältyvä meluluku on tuloaukon tehollisella melulämpötilalla mitattu meluluku, joka voi poiketa normaalilämpötilasta. Tällöin lämpötilassa mitatun meluarvon ja lämpötilan välillä voidaan käyttää seuraavaa suhdetta vakiomeluarvo lämpötilassa mitattuna

Vastaanottimen kohina rajoittaa vastaanottavan laitteen todellista herkkyyttä ja siten tutka-aseman maksimitoiminta-aluetta. Lisäksi kohinan vuoksi esiintyy ylimääräisiä vaihteluvirheitä kohdekoordinaattien mittauksessa. Tältä osin tärkein tehtävä tutkavastaanottolaitteiden suunnittelussa on melutason vähentäminen.

Takana Viime aikoina Tällä tiellä on saavutettu merkittävää edistystä pääasiassa parametristen ja molekyylivahvistimien käytön ansiosta. Heidän oma melunsa osoittautuu vertailukelpoiseksi tai pienemmäksi kuin sisäänmenon melutaso.

Tässä tapauksessa kutsumme tulokohinaksi kohinaa, joka syntyy ennen ensimmäistä matalakohinaista vahvistinta. Niiden esiintymisen syiden perusteella ne voidaan jakaa kahteen ryhmään. Ensimmäiseen ryhmään kuuluvat taivaan taustan säteilystä aiheutuva kohina (kosminen kohina), absorboivan väliaineen sekundäärinen säteily (ilmakehän kohina) ja antennin säteilykuvion sivukeilojen havaitsema lämpösäteily maasta. Toiseen ryhmään kuuluvat äänet, jotka

ilmaantuu antenniin ja vahvistinta edeltävän vastaanottopolun elementteihin. Näihin kuuluvat takaa tulevat äänet. antennin metallipinnan rajallisesta johtavuudesta johtuen häviöt aaltoputken reitillä antennista vähäkohinaiseen vahvistimeen, suorat häviöt antennikytkimessä jne.

Jos voimme vaikuttaa lämmitetystä maasta johtuvaan antennikohinan komponentteihin vähentämällä sivukeilojen tasoa parantamalla antennin rakennetta, niin enemmän monimutkainen ongelma on antennin säteilykuvion pääkeilan suunnasta aseman vastaanottaman taivaan kohinasäteilyn tason aleneminen. Tämä melu koostuu ilmakehän sironnasta ja absorptiosta aiheutuvista komponenteista sekä ionosfäärin ulkopuolelta tulevasta avaruudesta tulevasta melusäteilystä (kosminen melu). Vaikka kysymys melutason riippuvuudesta toimintataajuus asemaa ei ole vielä tutkittu riittävästi, on tietoa, jonka perusteella voidaan päätellä, että kosmisen melun taso on kääntäen verrannollinen taajuuteen. Tämä on havainnollistettu kuvassa. 2.1, otettu kuvasta Kuvassa on esitetty ihanteellisten antennien tehollinen kohinan lämpötila taajuuden funktiona. Lisää korkeat taajuudet(ylempi ilmakehän melu alkaa vaikuttaa voimakkaasti, mikä lisääntyy aseman toimintataajuuden kasvaessa. Etenkin tästä on selvää, että on olemassa tietty optimaalinen toimintataajuuksien alue, jolla antennin kohinalämpötila on minimaalinen Lisäksi annettu kaavio mahdollistaa antennin kohinan lämpötilan arvon

Vastaanottopolun elementtien kohina matalakohinaiseen vahvistimeen asti on helposti arvioitavissa. Jos on olemassa tietty lähde, jolla on ekvivalentti melulämpötila, ja meidän on laskettava tehollinen melun lämpötila passiivisen kvadrupolin lähdössä tehonsiirtokertoimella, voimme käyttää seuraavaa kaavaa:

missä on passiivisen kvadripolin absoluuttinen lämpötila.

ylimääräisten nelinapaisten elementtien häikäisy on helposti arvioitavissa johdonmukainen soveltaminen tämän tyyppisiä ilmaisuja.

Jos käytetään parametrisia tai molekyylivahvistimia, enemmän kätevä ominaisuus Vastaanottimen meluominaisuudet on tehollinen melun lämpötila

Riisi. 2.1. Ihanteellisten antennien, molekyyli- ja parametristen vahvistimien tehokkaat kohinalämpötilat: 1 - ihanteellinen antenni, joka on suunnattu vaakasuunnassa kohti galaktista keskustaa; 2 - ihanteellinen antenni, joka on suunnattu pystysuoraan galaktiseen napaan; 5 - molekyylivahvistin; 4 - parametriset vahvistimet.

Se on tulon kohinan lämpötilan ja vahvistimen oman kohinan lämpötilan summa:

Tämän seurauksena havaitsemme, että vastaanottavan laitteen tehollinen kohinan lämpötila voidaan arvioida kaavan avulla

missä on antennin ekvivalenttikohinalämpötila; aaltoputken polun absoluuttinen lämpötila; tämän polun voimansiirtokerroin; RF-vahvistimen kohinan lämpötila

Kuvan mukaan 2.1, voidaan arvioida molekyyli- ja parametrivahvistimien tehollinen kohinan lämpötila ja sen riippuvuus toimintataajuudesta. Kuten kaaviosta voidaan nähdä, molekyylivahvistimen kohinalämpötila on erityisen alhainen (useita asteita), joten (vastaanottolaitteissa tällaisilla vahvistimilla tulokohina alkaa olla erittäin tärkeä rooli. Tässä suhteessa vakava ongelma on vähentää kohinaa tulossa Tämä voidaan tehdä parantamalla antennin rakennetta, valitsemalla aseman toimintataajuus, jäähdyttämällä elementtejä, antennin aaltoputken polkua matalakohinaiseen vahvistimeen ja vähentämällä näiden elementtien häviöitä.

Seuraavassa toimimme aina kohinan spektritiheydellä, joka saadaan helposti yllä olevista suhteista: