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通信电波的传播噪声

发布时间:2023-09-26 发布时间:
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接收机输入端的噪声功率分别由内部(接收机)和外部(天线引入)噪声源引入,外部噪声源可以分为两类:地面噪声和太空噪声。地面噪声对天线噪声影响最大,来源于大气、降雨、地面、工业活动(认为噪声)等;太空噪声来源于宇宙、太阳系等。

1. 太阳系噪声

它指的是太阳系中太阳、各行星以及月亮辐射的电磁干扰被天线接收而形成的噪声,其中太阳是最大的热辐射源。只要天线不对准太阳,在静寂期太阳噪声对天线噪声贡献不大;其他行星和月亮,没有高增益天线直接指向时,对天线噪声影响也不大。实际上,当太阳和卫星汇合在一起,即太阳接近地球站指向卫星的延伸时,地球站就会受到干扰,甚至造成中断。

2. 宇宙噪声

外空间星体的热气体及分布在星际空间的物质所形成的噪声,在银河系中心的指向上达到最大值(通常称为指向热空),在天空其他某些部分的指向上是很低的(称为冷空)。宇宙噪声是频率的函数,在1GHz以下时,它是天线噪声的主要成分。

3. 大气噪声与降雨噪声

电离层、对流层不但吸收电波的能量,也产生电磁辐射而形成噪声,其中主要是氧气和水蒸汽构成的大气噪声,大气噪声是频率和仰角的函数。大气噪声在10GHz以上显著增加,仰角越低时,由于电波穿越大气层的路径长度增加,大气噪声作用加大。

降雨以及云、雾在产生电波吸收衰减的同时,也产生噪声,称为降雨噪声。对天线噪声温度的作用与雨量、频率、天线仰角有关。即使在4GHz的频率下,仰角低的时候,大雨对天线噪声温度的“贡献”也达到50~100K,因此我们在设计系统的时候要充分考虑这些因素。

4. 内部噪声

内部噪声来源于接收机,由于接收机中含有大量的电子元件,而这些电子元件中由于温度的影响,其中自由电子会做无规则的运动,这些运动实际上影响了电路的工作,这就是热噪声,因为在理论上,如果温度降低到绝对温度,那么这种内部噪声会为零,但实际上我们达不到绝对温度,所以内部噪声不可根除,只可抑制。


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