2.1.7. Методы улучшения чувствительности приемных устройств

1. Необходимо уменьшать _{ВХ ТР}. Для этого следует:

• рационально выбирать вид модуляции, использовать помехоустойчивое кодирование и т.д.

• использовать оптимальные или квазиоптимальные методы обработки сигналов

2. Следует минимизировать F_Э. Желательно сделать АЧХ линейного тракта близкой к прямоугольной, обеспечить высокое подавление дополнительных каналов приема. Тогда F_Э =F_ПР =F_С.

3. Следует уменьшать собственные шумы приемника, т.е. снижать T_ПР. Однако снижение T_ПР ниже (0.2 – 0.3)T_A бесполезно. Для уменьшения T_ПР следует:

• выполнять входные усилительные каскады приемника (УРЧ) на малошумящих активных приборах. МШУ – малошумящий усилитель, LNA – Low Noise Amplifier

• использовать входные усилительные каскады с достаточным усилением

• минимизировать потери на входе приемника (использовать высокодобротные резонаторы во ВУ, уменьшать потери в антенном кабеле и.т.д)

• минимизировать шумы гетеродина

В дальней космической связи используют специальные входные усилители (квантовые, параметрические). В параметрических усилителях активным прибором является варакторый диод. Усиление происходит за счет энергии высокочастотного генератора накачки (гетеродина). Т.к. диод заперт, то отсутствуют дробовые шумы. Тепловые шумы минимизируют за счет глубокого охлаждения до температуры жидкого азота (T₀=77 K) или гелия (T₀=4.2 K).

2.1.8. Коэффициент шума

Коэффициентом шума – отношение мощности шума, измеренной на выходе линейного тракта приемника к мощности шума, которая была бы там, если бы тепловой шум активного сопротивления источника сигнала был бы единственным источником шума в системе. NF – Noise Factor

Различают реальный и стандартный коэффициенты шума

		Идеальный нешумящий приемник имеет KШ=1
Физический смысл коэффициента шума:		Коэффициент шума показывает, во сколько раз ухудшается отношение сигнал шум при прохождении сигнала через линейный тракт приемника

Для измерений удобен стандартный коэффициент шума. При измерениях вместо реальной антенны используют эквивалент, находящийся при комнатной температуре (T_A=T₀).

Если особо не оговаривается, то речь идет о стандартном коэффициенте шума

Коэффициент шума может измеряться в децибелах.

Пример:

K_Ш=0.8 дБ. Каково значение шумовой температуры приемника?

Связь стандартного коэффициента шума и чувствительности

Для систем, у которых (например, аппаратура РРЛ, подвижной связи):

При расчете значения чувствительности в дБм широко используют соотношение:

Коэффициент шума каскадной структуры

Для пассивных устройств:

2.1.9. Измерение коэффициента шума

Для измерений необходим калиброванный генератор шума (ГШ). ГШ строят на основе газоразрядных ламп, лавино-пролетных диодов и др. ГШ должен иметь стабильную во времени и слабо зависящую от частоты спектральную плотность шума

- относительная шумовая температура генератора, она известна

На выходе приемника измеряют отношение мощностей шума при включенном и выключенном ГШ и рассчитывают K_Ш

Например: ГШ имеет относительную шумовую температуру t=11

y=2	КШ=10	Измерители коэффициента шума – приборы Х5-… Например: X5-29, X5-35
y=3	КШ=5
y=10	КШ=1.111