3.3.3 Коэффициент шума линейного четырехполюсника
Для сравнения шумовых свойств отдельных каскадов приемников, а также для сравнения различных приемников вводят понятие коэффициента шума.
Отдельные каскады РПрУ и радиоприемное устройство до детектора можно представить в виде линейного четырехполюсника.
Рассмотрим реальный
шумящий четырехполюсник, который при
отсутствии сигнала или шума на входе
имеет на выходе некоторую мощность
собственных шумов
.
Пусть четырехполюсник имеет коэффициент
усиления по мощности
и на его вход подается
Тогда на его выходе
(3.11)
Найдем соотношение
(3.12)
Выражение (3.12) есть выражение для коэффициента шума четырехполюсника.
Коэффициент шума четырехполюсника показывает, во сколько раз увеличивается выходная мощность шумов четырехполюсника за счет его собственных шумов по сравнению с усиленной входной мощностью шумов.
Возможно и другое определения коэффициента шума
(3.13)
Согласно выражению
(3.13) коэффициент шума показывает во
сколько раз уменьшается отношение
на выходе линейного четырехполюсника
по сравнению с отношением
на его входе.
Пассивный
четырехполюсник имеет коэффициент
передачи по мощности
.
При его согласовании на входе
.
При согласовании на выходе
.
Тогда
(3.14)
Отсюда можно сделать вывод, что коэффициент шума фидера равен
(3.15)
Справедливы следующие соотношения:
если
то
3.4 Шумовая температура линейного четырехполюсника
Она представляет
собой температуру
,
при которой некоторое активное
сопротивления отдает номинальную
мощность, равную пересчитанной на вход
четырехполюсника мощности его собственных
шумов. Используя выражения для коэффициента
шума, получим
(3.16)
откуда
3.5 Коэффициент шума последовательно соединенных линейных четырехполюсников
На рис.3.10 представлены
два последовательно соединенных
четырехполюсника.
Рисунок 3.10
Каждый из
четырехполюсников характеризуется
соответственно коэффициентом шума
или
,
коэффициентом усиления по мощности
или
,
мощностью собственных шумов
или
.
Положим, что в этом случае обеспечивается режим согласования по входу, на выходе и между четырехполюсниками.
Известно, что коэффициент шума равен
(3.17)
Полная мощность шумов на выходе четырехполюсников
(3.18)
В соответствии с выражением (3.18) имеем
и
(3.19)
Подставив выражения (3.19) в (3.18) с учетом (3.21) получим
(3.20)
Выражение (3.20) справедливо, когда полосы пропускания первого и второго четырехполюсников одинаковы, таким образом
(3.21)
Используя выражения (3.20) и (3.20) можно определить коэффициент шума для большего числа последовательно соединенных четырехполюсников
(3.22)
Из выражения 3.21 следует, что для уменьшения общего коэффициента шума необходимо уменьшать коэффициент шума первого каскада и увеличивать коэффициент усиления первого каскада по мощности
Шумовую температуру последовательно соединенных линейных четырехполюсников можно определить по формуле
(3.24)