Эквивалентная шумовая температура на входе линейного приемноготракта ЗС ССС

Приемный тракт состоит из ряда последовательно соединенных каскадов выполняющих различные функции. Это усилители, соединительные пассивные тракты, фильтры, смесители и т.п. Все каскады харакетризуются коэффициентом передачи по мощности как отношение мощности сигнала на выходе каскада к мощности сигнала на его входе, включая и смесители, у которых сигнал на входе на одной частоте, а на выходе на другой. Если коэффициент передачи каскада не меняется при изменении мощности сигнала на его входе, то будем считать, что он в линейном режиме. Аналогично, если последовательно соединенные каскады тракта находятся в линейном режиме, то и весь тракт называется линейным трактом. Следствием из этого свойства является то, что для линейного тракта отношение мощности сигнала к мощности шумов на входе и на выходе одно и тоже.

В общем случае характеристика (усилителя, смесителя и т.п.) представлена на рис.5. По оси абсцис показана величина мощноси сигнала на входе каскада – Р_вх. По оси ординат величина коэффициента передачи каскада – К.

При определенной величине входной мощности Р_нас. наблюдается уменьшение коэффициента передачи на величину DК. Уровень мощности сигнала на входе каскада, при котором наблюдается уменьшение коэффициента передачи на величину DК, называется уровнем насыщения каскада.
DК задается в зависимости от назначения тракта равным 0,1 дБ, 0,5 дБ, 1,0 дБ, 3 дБ или другой величине. При заданном допустимом критерии уменьшения коэффициента передачи каскада считается, что каскад работает в линейном режиме до тех пор, пока мощность сигнала на его входе не привысила величину Р_нас.

Для пассивных каскадов (фильтров построенных на пассивных элементах, фидерных и волноводных трактов) коэфициент передачи не зависит от одной мощности сигнала. Эфект сгорания пассивных каскадов в данном случае не рассматривается.

Все каскады генерируют шумы, мощность которых на выходе каскада может быть вычислена по следующей формуле:

,

где - постоянная Больцмана; - эквивалентная шумовая температура шумов на выходе каскада; - полоса рабочих частот каскада, которую ограничивают с помощью селективных элментов до полосы частот в которой сосредоточен спектр сигнала.

Эквивалентная шумовая температура входа каскада - такая температура шумов, при которой - мощность шумов поданная на вход идеального (не шумящего) каскада, пройдя через идеальный каскад с усилением К, образвала бы на его входе мощность шумов равную . Тогда . Отсюда: .

Для активных каскадов либо устройств (усилителе, смесителей, приемников и т.п.) в паспортных данных имеется величина эквивалентной шумовой температуры входа каскада либо устройства. Для больших значений мощности шумов в паспорте на такие каскады либо устройства дается величина N – коэффициент шума (безразмерная величина выраженная в разах). Связь коэффициента шума и эквивалентной шумовой температуры входа устройства определяется выражением:

, где - температура окружающей среды, обычно при нормальной температуре .

Из общей теории радиотехнических цепей суммарный коэффициент передачи последовательно соединенных n каскадов (при отсуствии рассогласования и насыщения) и эквивалентная шумовая температура на входе последовательно соединенных n каскадов вычисляется по следующим формулам:

;

,

где: - коэффициенты предачи первого, второго, … , n-го каскадов, соответственно;

- эквивалентные шумовые температуры на входе соответствующих каскадов.

Здесь коэффициенты передачи данных в разах, а эквивалентные шумовые температуры в Кельвинах.

Для пассивных элементов (волновод, фидерный тракт и т.п.) генерируемая мощность шумов на выходе тракта вычисляется из следующего выражения:

,

где - эквивалентная шумовая температура мощности шумов на выходе пассивного элемента либо тракта, - коэффициент передачи этого элемента либо тракта. При этом эквивалентная шумовая температура на входе пассивного элемента либо тракта будет равна:

.

Остальные обозначения те же, что и выше.

Пример:

1) , . .

.

Проверка: .

2) , . .

.

Проверка: .