噪声系数越大效果越不好。
噪声系数:接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值。它的物理意义是:表示由于接收机内部噪声的影响,使接收机输出端的信噪比相对于输入端的信噪比变差的倍数。
接收机的噪声:
1、噪声来源:
电阻热噪声 天线噪声
谱性质: 高斯白噪声(GWN) 高斯色噪声
噪声电压 功率:4kTBR 4kTABRA
均方值 功率密度函数P(f)=4kTR.
2、定量描述
(1)等效噪声功率谱宽度(噪声带宽)
3dB带宽描述。
图中|H(f)|2反应的是功率值因此它的3dB带宽为0.5,而|H(f)|反应的是电压它的3dB带宽为0.707.
等效噪声功率谱宽度描述。
用一个矩形带宽来进行衡量,只要满足了矩形带宽外的信号和矩形里的互补。即可满足要求。其中B为噪声带宽,反应噪声本身带宽的大小,从B的结果可以看出,它受到的H(f)的影响,而从|H(f)|图中可以看出,它反应的是雷达接收机的带宽。而接收机的设计又和信号有关。所以可以得到。信号的带宽、接收机的带宽、噪声的带宽三者一致。
噪声系数的几点说明:
- 噪声系数只适用于接收机的线性电路和准线性电路,即检波器以前的部分。检波器是非线性电路,而混频器可看成是准线性电路。
- 为使噪声系数具有单值确定性,规定输入噪声以天线等效电阻在室温时产生的热噪声为标准。
接收机灵敏度:
接收机的灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力。噪声总是伴随着微弱信号同时出现,要能检测信号,微弱信号的功率应大于噪声功率,或者可以与噪声功率相比。因此,灵敏度用接收机输入端的最小可检测信号功率Simin 来表示。在噪声背景下检测目标,接收机输出端不仅要使信号放大到足够的数值,更重要的使其输出信噪比So/No达到所需要的数值。通常雷达终端检测信号的质量取决于信噪比。
已知,接收机的噪声系数为F0.
则输入信号额定功率为:
式中,为接收机输入端的额定噪声功率。进一步得到
为了保证雷达检测系统发现目标的质量,接收机的中频输出必须提供足够的信号噪声比,令时对应的接收机输入信号功率为最小可检测信号功率,即接收机实际灵敏度为;
通常将称为“识别系数”,并用M表示所以灵敏度可简写为:
为了提高接收机灵敏度,即减小最小可检测信号功率Simin,应做到:
- 尽量减低接收机的总噪声系数F0,所以通常采用高增益、低噪声高放
- 接收机中频放大器采取匹配滤波器,以便得到白噪声背景下输出最大信号噪声比
- 上式中的识别系数M与所要求的检测质量、天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率以及检测方法等因素均有关系。在保证整机性能的前提下,尽量减小M的数值。