Вклад шума Джонсона-Найквиста Шумовые температуры антенны?

Это зависит от окружающего шума и паразитного сигнала в каждом диапазоне, но я знаю, что малошумящие усилители необходимы для спутникового телевидения. Rx и GPS Rx, а также для глобального Rx VLF. Уровни Tx, потери на трассе Friis, усиление антенны и коэффициент шума, а также BW предусилителя включены в отношения C/N, а также коэффициенты усиления демодуляции к отношениям S/R.

Таким образом, не всегда верно, что шум Джонсона-Найквиста незначителен и зависит от фоновых помех, порога Rx и приемлемого BER.

$P_\mathrm{dBm} = 10\ \log_{10}(k_\text{B} T \times 1000) + 10\ \log_{10}(\Delta f)$

который чаще всего аппроксимируется для комнатной температуры (T = 300K) следующим образом:

$P_\mathrm{dBm} = -174 + 10\ \mathrm\log_{10} \ (\Delta f)$

• для 0 дБм = 1 мВт

например для$(\Delta f)$

• Канал Bluetooth 1 МГц −114 дБм (намного ниже окружающего шума)
• Канал WLAN 802.11 20 МГц −101 дБм (минимум сигнал >-80 дБм, обычно требуется)
• 80 МГц −95 дБм WLAN Канал 802.11ac 80 МГц (часто требуется >-65 дБм)

Даже небольшие конденсаторы имеют тепловой шум из-за V и C, а те, в которых не используется материал NP0, даже микрофонны.

$v_{n} = \sqrt{ k_\text{B} T / C }$

• например, 1 пФ 64 мкВ, 1 нФ 2 мкВ

Тогда у нас есть$1/f$розовый твердотельный шум для спектра розового шума в одномерных сигналах и для 2D сигналов (например, изображений) спектр мощности$1/f^2$.

Наиболее распространенными единицами измерения шума являются$dB/\sqrt{Hz}$.

Понимание порогового шума зависит от многих факторов, включая закон Шеннона для зависимости SNR от BER и несогласованных приемников, которые соответствуют полосе пропускания сигнала, неидеальных дискриминаторов и потерь на затухание Райса (отражения, компенсирующие фазу) и многих других факторов.

Хотя вопрос в заголовке в порядке, в подробном описании вопроса были некоторые неправильные представления. Антенна имеет сопротивление излучения, связанное с генерируемым ею электромагнитным излучением.$R_{an}$(о чем мы обычно говорим) и диссипативное сопротивление, приводящее к тепловым потерям$R_{th}$(из-за материала провода, из которого изготовлена ​​антенна, сопротивлением обычно пренебрегают). Обычно$R_{th}\ll R_{an}$.

Антенна будет принимать от фоновой ЭМ бани температуры$T_{an}$(290К при наведении на теплую Землю, 4К при наведении на дальний космос), следовательно, шумовая температура антенны будет$T_{an}$если мы пренебрежем$R_{th}$.

Однако, если мы примем во внимание и то, и другое, схема будет выглядеть следующим образом (рядом с каждым резистором я разместил соответствующий источник шума и включил линию передачи, которая была бы необходима для расчета передаваемой мощности шума):

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Для небольшой пропускной способности$\Delta\nu$:

• $RMS(V_{th}) = \sqrt{4kT_{th}R_{th}\Delta\nu}$
• $RMS(V_{an}) = \sqrt{4kT_{an}R_{an}\Delta\nu}$

Следовательно, общее напряжение (учитывая, что два источника не коррелированы) равно$RMS(V_{total\ noise}) = \sqrt{4k(T_{an}R_{an}+T_{th}R_{th})\Delta\nu}$.

Таким образом, температура шума Джонсона-Найквиста снижается по сравнению с температурой фонового электромагнитного шума в 10 раз.$\frac{R_{th}}{R_{an}}$что обычно меньше сотой доли.

Теперь мы можем попытаться получить мощность шума, подаваемую в линию передачи:

$P = V_{delivered\ noise}^2/R_{line} =\left(\frac{R_{line}}{R_{line}+R_{an}+R{th}}\right)^2 4k(T_{an}R_{an}+T_{th}R_{th})\Delta\nu/R_{line}$

Для согласованной антенны$R_{an}=R_{line}$следовательно:

$P = \left(\frac{R_{an}}{2R_{an}+R{th}}\right)^2 4k(T_{an}R_{an}+T_{th}R_{th})\Delta\nu/R_{an}$

и учитывая это$R_{th}\ll R{an}$:

$P \approx k(T_{an}+T_{th}\frac{R_{th}}{R_{an}})(1-\frac{R_{th}}{R_{an}}) \Delta\nu$.

Следовательно, шумовая температура имеет первый порядок:

$T = T_{an}+(T_{th}-T_{an})\frac{R_{th}}{R_{an}}$