и A = al: а) А = 0,2 дБ, ,б) А = 1 дБ, в) Л = 6 дБ. Для заданных значений А с помощью графика на рис. 4.37 определяем соответствующие шумовые температуры. Получаем, что: а) 7 л=П,5К, б) Г = 78К, в) Гл = 870К.

Из данного примера видно, что использование приемника с малым значением собственных шумов (например, с параметрическими усилителями, для которых Гпр = 40К для частоты 432 МГц)

Рнс. 4.37. Зависимость относительной К, и абсолютной Т шумовой температуры от затухания в линии питания А для различных значений Kf. ц Шкала приведена в предположении, что температура внешнего пространства равна 290 К

при больших уровнях потерь в питающих линиях {А = 6 дБ, Гл = = 870 К) вряд ли оправдано. Из примера вытекает и другой вывод - необходимо стремиться к созданию линий питания с малым уровнем потерь. Этот вывод становится более очевидным, если выпишем шумовые температуры обеих составляющих внешних шумов, т. е шумов аитеины и шумов линии питания. Предположим, что антенна ориентирована на Луну, т. е. Га=10К. В этой ситуации эквивалентная температура внешних шумов равна соответственно: а) rBH = 10-f 11,5=21,5 К; б) Гвн = 10-f78=88 К; в) rBH = 10-f870= = 880 К.

Приведенные значения 7 вн свидетельствуют о том, что вследствие затухания в линии питания отношение сигнал-шум на выходе линии ухудшается соответственно в 2, 9 и 88 раз по сравнению с отношением сигнал-шум на входе линии питания.

6. Как было показано ранее, приемник вносит собственные шумы, которые суммируются с внешними шумами. Мощность шумов на выходе приемника

пР.вых = ш.вн+ш.пР. (4 15)

где К - коэффициент усиления приемника (по мощности); Рш пр - собственные шумы приемника.

в технике принято определять свойства приемйика через коэффициент шума F, задаваемый в относительных единицах (децибелах пли разах). Коэффициент шума приемника определяется отношением полной мощности шумов, выделяемой в нагрузке на выходе приемника, к той части мощности шумов на выходе, которые обусловлены шумами внешнего источника, имеющего температуру Гвн=290К:

~ ш.пр.вых/ш.вн (ш.пн Ь ш.пр)/ш.8Н ~

= 1+ш. р/ш.нн (416а)

или в децибелах

f g=101gf. (4.166)

Идеальный приемник не вносит собственных шумов, т. е. Ршпр = 0 или F=\. В идеальном приемнике fш пр вы1=Рш внК, что соответствует (-кратному усилению мощности шумов внешнего источника. В реальном приемнике мощность шумов на выходе увеличена за счет собственных шумов приемника, и поэтому f>l. До-полнительны-е шумы на выходе приемника можно пересчитать к его входу:

= 1 + Рш.пр/вн = 1 + Т-пр/Т-вн. (4.17)

Шумы приемника принято относить к стандартным условиям, т. е. Гвн = 7о=290 К. Таким образом, собственные шумы приемип-ка можно определить через шумовое сопротивление приемника 7 пр, подключенное на вход приемника:

rnp = 290 (f-l)K. (4.18)

Для расчета 7 пр можно пользоваться шкалами перехода от Г К (К f , приведенными на рис. 4.33.

7. Чувствительность приемника в диапазоне УКВ принято характеризовать ие напряжением на входных зажимах, а мощностью сигнала Ра, подведенного к входу приемника, при которой на выходе появляется сигнал с мощностью Рсг. Отношение выходной мощности к мощности шумов приемника

Собственные шумы приемника Рш пр зависят от ширины полосы В приемника (до детектора). Если ширина полосы В больше, чем полоса информационного сигнала, то параметр N зависит от В. В этом случае чувствительность приемника определяется мощностью

pj = 4A2(f-1)В-10~ (4.20)

Как следует из приведенной формулы, чем больше ширина полосы В приемника, тем при меньшем уровне входного сигнала достигается мощность выходного сигнала Pcz.

Поэтому для оценки граничной частоты чувствительности приемника для радиосвязи с помощью отражения от поверхности Луны воспользуемся узкой полосой приемника (до детектора) в пределах от 50 Гц до 1 кГц, что потребует применения стабильного передатчика, кварцевых фильтров, а также учета эффекта Доплера.

Использование специальных фильтров, получивших название акустических, после детектора позволяет реализовать следующее неравенство:

Bup/Bn<2Ni, (4.21)

где Впр, Ва - ширина полосы, Гц, соответственно приемника до детектора и фильтров низкой частоты. Отметим, что при Nz<3 применение акустических фильтров нерационально.

8. Параметр .2 характеризует отношение сигнал-шум. Для профессиональных приемников Nz изменяется в пределах от 20 до 100 дБ. При плохих условиях распространения допускается значение N2 в несколько единиц децибел, а в ряде случаев довольствуются сигналом, соизмеримым с уровнем шумов.

Исследования показали, что ухо человека может различить прием телегра 1 пых сигналов прн скорости 5-10 слов в минуту при N2 = -10 дБ (с вероятностью достоверного приема около 90%)-Опытные радиотелеграфисты могут обеспечить прием на слух телеграфных посылок при N2=-13 дБ, т. е. при отношении мощности сигнала к мощности шумов 1 :20.

9. На практике более важной оказывается чувствительность системы в целом, так как она позволяет характеризовать шумы и антенны, и линии питания, и приемника. Исходя из формулы (4.13), минимальный уровень мощности сигнала можно определить как

Pcmin=-N,kTB (4.22а)

либо в децибельной мере

/стт = Л2 + Гс+В + А:=(Л2 + Гс + В-228.6), дБ. (4.226)

где k - постоянная Больцмаиа.

На графиках рис. 4.38 приведены значения чувствительности приемника Рс mm в зависимости от шумовой температуры системы Гс и ширины полосы В (графики приведены для Л2=1 дБ или jV = 0). Пользуясь этими графиками для примера, приведенного в п. 5 настоящего расчета для ГсббК и В=100 Гц, получаем Pcmin= -190 дБ (относительно 1 Вт). Если теперь предположить.

10 го 40 60 во 100 200 400 8001000 2000

Рис. 4 38 Зависимость Я

от Г и полосы В