Большой уровень космических шумов в диапазоне 144 МГц (по сравнению с шумами в диапазоне 432 МГц) является одной из причин, по которой радиолюбители, решившие заняться установлением радиосвязи с помощью отражения от поверхности Луны, выбирают для этих целей диапазон 432 МГц.

Шумы системы приемник-линия питания-антенна . Анализируемая схема показана на рис 4 34. Антенна принимает одновременно и полезный сигнал, и шум космического пространства Яш к, имеющего эквивалентную температуру Та- Из-за собственных потерь

ЮООК

СКассиопея

ЗООК а

rTrT77777m7fffr777

0=30дБ

Рш пр вш~ Рш впК Рш пр

Т/1,Рш

Твн, Р1н

1296мгц

Тпр, Рш пр экИ

К Ри

>

Приемник

ш пр

Нагрузка

Рис 4 34 Шумы в системе антенна - линия питания - приемник

в антенне и в линии питания возникают дополнительные шумы, характеризуемые температурой 7 п, которые совместно с космическими шумами воздействуют на вход приемника, создавая результирующую мощность шума Рш р. К этим шумам необходимо прибавить собственные шумы приемника.

1. Мощность шумов Рш, Вт, определяется через температуру следующим образом:

Рш = кТщВ, (411)

где - постоянная Больцмаиа, равная 1,38-10- Дж/град, 7ш- эквивалентная температура шумов в кельвинах; В - ширина полосы приемника на входе детектора, Гц.

На практике для сравиеиия различных систем используют мощность шумов, приходящихсй на 1 Гц полосы приемника. Диаграмма, приведенная на рис. 4.35, упрощает пересчет уровня шумов Рщ при известной шумовой температуре Тш-

2. На практике зачастую в качестве эталона используют уровень шумов, соответствующих Гш=290К, т. е. 17°С. Из рис. 4.35 следует, что этот уровень шумов составляет 4-10- Вт/Гц, что соответствует -204 дБ. Уровень шумов обычно используемых антенн и приемников соизмерим с указанным эталоном.

,-20

8-10 В-10

4-10

2-10

10 8-10 6-10

4-10

2-10

199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213

214 215 216 217

40 60 80100 200 300 600 800 ЮОО

Рис. 4.35. Номограмма для определения уровня шумов по шумовой температуре Гщ

3. Собственные шумы приемника определяются конкретным выполнением самого приемника и в основном схемой и используемыми элементами входного каскада приемника. Шумы приемника могут быть пересчитаны к эквивалентной мощности шумов на его входе Рш.пр.э :

ш.пр.эк = ui.vvl (4.12)

где К-коэффициент усиления приемника (по мощности) Изменение шумовой температуры собственных шумов приемника в зависимости от частоты для различных схем выполнения входного каскада лриведеио на рис. 4.36.

4. Так как источники, вызывающие появление различных компонент шума, ие когерентные, результирующая мощность шумов является арифметической суммой мощностей отдельных компонент. Однако проще производить подсчет суммарных шумовых температур всех источников шумов:

рез = 196

(4.13)

где Га -эквивалентные шумовые температуры соответственно антенны; Гл -линии питания; Гпр - приемника; 7 вн - внешних шумов.

5. Идеальная линия питания без потерь при Г=ОК ие вносит дополнительных шумов в систему. Реальная линия питания вносит собстве1Шые шумы, а также ослабляет полезный сигнал и несколь-

1000 800 600

300 200

so во

10 30

Тпр,К

т 432

ЮаО 1296

Р,дБ

6---

1,5-

1,0--

0,2--t 05

4 3,5 3

2,5 2

1,5 1.4 1,3

-1,2

5676 10000

Рис. 4 ЗЬ Зависимость шумовой температуры приемника от частоты при различном выполнении входного каскада приемника:

/ - на электронной лампе, 2 - смесительный диод, Л - на современном транзисторе, - на лампе бегущей волны; 5 -на туннельном диоде; 5-параметрический усилитель; 7 - мазер, охлажденный жидким азотом; В - мазер, охлажденный жидким гелием

ко снижает температуру шумов антенны. Результирующий эффект влияния линии питания заключается в том, что на ее конце отношение сигнал/шум уменьшается. Эквивалентная шумовая температура линии питания определяется ее длиной, затуханием и коэффициентом стоячей волны:

= Г [ch 2а г + 0,5 (/С и + 1 и) sh 2а / - 1 ] = Г , (4.14)

где / - длина линии; а - затухание на единицу длины; Kcw - коэффициент стоячей волны; Го - температура окружающего пространства.

На рис. 4 37 приведены графики для определения коэффициента hi, позволяющего с помощью формулы (4 14) определить эквивалентную шумовую температуру линии питания.

Пример. Линия (температура окружающего пространства Гс1 = 290К) подключена к антенне и приемнику и имеет Kctv = \