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噪声

[拼音]:zaosheng

[外文]:noise

无线电信道中出现的所传输信号以外的干扰。它包括从外部通过传感器(如天线)与有用信号同时进入系统的外部噪声和系统所产生的内部噪声。

外部噪声包括雷电噪声(见雷电辐射)、宇宙噪声、大气噪声(见大气辐射)、人为噪声和其他噪声。人为噪声又称人为干扰,除有意形成的人为干扰以外是指高频工业设备、电力线、火花系统、电动器具等所产生的噪声。在工业区和城市,这种噪声最大,但随频率提高而降低。其他噪声包括来自诸如雷达、通信发射机等其他电磁波源的干扰,以及由地面反射、热辐射、雨、雷等引起的噪声。

内部噪声指系统内部各级电路和馈线所产生的噪声。其来源主要是电子元件和器件中自由电子的热运动(热噪声)、半导体中载流子和真空电子器件中的电子流的起伏变化(散粒噪声)、电路自激和电源哼声等。

噪声的大小可用等效噪声温度Te来表征。Te越高噪声功率PN越大,噪声越强。因此,一个接收系统的总等效噪声温度可表示为

TePN/kB  (K)

式中k为玻耳兹曼常数;B为带宽(赫)。总等效噪声温度是系统各部分等效噪声温度之和。设外部进入天线的噪声之等效噪声温度为Ta、馈线损耗为LF(LF>1)、馈线环境温度为T0(常取288K),则馈线损耗产生的等效噪声温度为(LF-1)T0;若接收系统各级电路噪声的等效噪声温度为Tr,将其折算为馈线输入端的等效噪声温度,则

TeTa+(LF-1)T0+LFTr

若系统为多级放大,则输入等效噪声温度可表示为

TiTi1Ti2/A1Ti3/A2+…

式中Ti1Ti2、…为各级放大器的噪声温度;A1A2、…为各级放大器的放大系数。可见,前置放大器的噪声温度是系统整个输入等效噪声温度的关键,愈小愈好。这就是一般高灵敏度接收系统前置放大器要采用低温低噪声放大器的原因。

衡量噪声对信号影响程度的参量是信噪比(S/N),即信号功率与噪声功率之比。描述系统噪声性能的参量还有噪声系数F,它是系统输入端信噪比与输出端信噪比之比。

噪声是客观存在的。对有用信号构成干扰和威胁的噪声,是限制接收系统获得最大灵敏度的主要障碍,设法减少噪声极为重要。为消除外部噪声(如人为噪声),必须严格执行有关噪声的环境保护和频率管理法规,采用高稳定度的频率源和优质电子器件,对高频设备加强屏蔽和电源滤波等;为消除内部噪声,常采用工作在非常低的温度条件下的其他类型低噪声放大器作为接收系统的第一级放大,或采用减小馈线损耗等办法。外部噪声数据是无线电系统的重要环境参数。

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