Конспект лекций для студентов 4 курса дневного отделения специальности 210401. 65 «Физика и техника оптической связи»

Шумы колебательного контура


Источником шумов в колебательном контуре служит только активное сопротивление r, т.к. индуктивность L и емкость С не создают шумов. Электродвижущая сила Е, возникающая на сопротивлении r, действует в контуре последовательно.
За счет резонанса на контуре возникает напряжение, равное U=EQ, где Q - добротность колебательного контура.
С учетом этого получим:


, (3.5)

где R₀ – эквивалентное резонансное сопротивление контура.

Рис. 3. 3


Следовательно, определяя величину шумов колебательного контура, можно считать, что шумит его эквивалентное сопротивление, а величина В определяется с учетом избирательных свойств самого контура.


Шумы антенны


Эквивалент антенны создает шумы, как всякое комплексное сопротивление и обладает номинальной мощностью шумов kTB, которую всегда рассчитывают для комнатной температуры.
Вопрос о шумах реальных антенн представляет значительные трудности, так как эти шумы зависят от термодинамического обмена между антенной и окружающей средой, а также от приема антенной внешних электромагнитных колебаний космического происхождения, спектр которых совпадает со спектром тепловых шумов. Прием антенной помех со спектром иной природы, как, например, модулированных радиосигналов мешающих передатчиков, здесь не учитывается.

В общем случае ЭДС шумов антенны можно представить в виде

, (3.6)

где - полное активное сопротивление, равное сумме сопротивлений излучения и сопротивления потерь,

- эффективная шумовая температура антенны.
Величина , часто бывает больше, чем фактическая температура антенны. Это показывает, что антенна создаст более сильные шумы, чем соответствующее активное сопротивление R_a. С учетом этого обстоятель-ства к антенне можно применять рассмотренные выше соотношения и эквивалентные схемы шумящего сопротивления.
Отношение эффективной шумовой температуры антенны Т_а к комнатной температуре Т = 300К называется относительной шумовой температурой антенны . Используя эту величину, номинальную мощность шумов антенны можно представить в виде
(3.7)
Таким образом, относительная шумовая температура показывает во сколько раз номинальная мощность шумов антенны превышает номинальную мощность шумов ее эквивалента, имеющего комнатную температуру.
Относительная шумовая температура антенны зависит от частоты настройки приемника и от ориентации направленной антенны. В диапазоне метровых волн направленные антенны, "нацеленные" на наиболее интенсивные очаги космического излучения, могут иметь, величину t_a порядка нескольких десятков. Напротив, в наиболее благоприятных случаях t_a бывает значительно меньше единицы.
Для частот 30-120 МГц среднее по всем возможным направлениям значение t_a приближенно выражается эмпирической формулой


(3.8)

Для наиболее высоких частот величина t_a в расчетах обычно выбирается равной единице.