通信電波的傳播噪聲
接收機(jī)輸入端的噪聲功率分別由內(nèi)部(接收機(jī))和外部(天線引入)噪聲源引入,外部噪聲源可以分為兩類:地面噪聲和太空噪聲。地面噪聲對天線噪聲影響最大,來源于大氣、降雨、地面、工業(yè)活動(dòng)(認(rèn)為噪聲)等;太空噪聲來源于宇宙、太陽系等。
1. 太陽系噪聲
它指的是太陽系中太陽、各行星以及月亮輻射的電磁干擾被天線接收而形成的噪聲,其中太陽是最大的熱輻射源。只要天線不對準(zhǔn)太陽,在靜寂期太陽噪聲對天線噪聲貢獻(xiàn)不大;其他行星和月亮,沒有高增益天線直接指向時(shí),對天線噪聲影響也不大。實(shí)際上,當(dāng)太陽和衛(wèi)星匯合在一起,即太陽接近地球站指向衛(wèi)星的延伸時(shí),地球站就會受到干擾,甚至造成中斷。
2. 宇宙噪聲
外空間星體的熱氣體及分布在星際空間的物質(zhì)所形成的噪聲,在銀河系中心的指向上達(dá)到最大值(通常稱為指向熱空),在天空其他某些部分的指向上是很低的(稱為冷空)。宇宙噪聲是頻率的函數(shù),在1GHz以下時(shí),它是天線噪聲的主要成分。
3. 大氣噪聲與降雨噪聲
電離層、對流層不但吸收電波的能量,也產(chǎn)生電磁輻射而形成噪聲,其中主要是氧氣和水蒸汽構(gòu)成的大氣噪聲,大氣噪聲是頻率和仰角的函數(shù)。大氣噪聲在10GHz以上顯著增加,仰角越低時(shí),由于電波穿越大氣層的路徑長度增加,大氣噪聲作用加大。
降雨以及云、霧在產(chǎn)生電波吸收衰減的同時(shí),也產(chǎn)生噪聲,稱為降雨噪聲。對天線噪聲溫度的作用與雨量、頻率、天線仰角有關(guān)。即使在4GHz的頻率下,仰角低的時(shí)候,大雨對天線噪聲溫度的“貢獻(xiàn)”也達(dá)到50~100K,因此我們在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候要充分考慮這些因素。
4. 內(nèi)部噪聲
內(nèi)部噪聲來源于接收機(jī),由于接收機(jī)中含有大量的電子元件,而這些電子元件中由于溫度的影響,其中自由電子會做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng),這些運(yùn)動(dòng)實(shí)際上影響了電路的工作,這就是熱噪聲,因?yàn)樵诶碚撋,如果溫度降低到絕對溫度,那么這種內(nèi)部噪聲會為零,但實(shí)際上我們達(dá)不到絕對溫度,所以內(nèi)部噪聲不可根除,只可抑制。
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