1、第1章无线电监测概述 第1章无线电监测概述 1.1无线电监测的基本概念无线电监测的基本概念1.2无线电监测设备无线电监测设备 1.3监测接收机中的内部噪声与噪声系数监测接收机中的内部噪声与噪声系数 第1章无线电监测概述 1.1无线电监测的基本概念无线电监测的基本概念1.1.1无线电监测的含义和任务无线电监测的含义和任务无线电监测是指探测、搜索、截获无线电管理地域内的无线电信号，并对该无线电信号进行分析、识别、监视以及获取其技术参数、工作特征和辐射源位置等技术信息的活动。它是有效实施电磁频谱管理的重要手段，也是电磁频谱管理的重要分支。无线电监测的主要任务是:(1)对无线电管理地域内的无线电信号特
2、征参数、工作特征进行监视，包括监视敌方无线电信号的工作频率、通信体制、调制方式、信号技术参数、工作特征(如联络时间、联络代号)等内容。第1章无线电监测概述(2)测向定位，即测定无线电管理地域内无线电信号的来波方位并确定被测无线电辐射源的地理位置。(3)分析判断。通过对被测无线电信号特征参数、工作特征和辐射源位置参数的分析，查明被测无线电通信网的组成、指挥关系和通联(通信联络)规律，查明被测无线电通信设备的类型、数量、部署和变化情况，从而进一步判断无线电干扰设备所在位置。第1章无线电监测概述 1.1.2无线电监测的目标无线电监测的目标1.监测监测(各发射台站各发射台站)遵守国家现行的法规情况遵守
3、国家现行的法规情况在这方面，无线电监测主要识别那些不符合要求的发射信号，包括未经核准的发射信号和某些有技术缺陷的发射信号。进行这项工作的主要原因有：(1)一个未经核准的或有缺陷的发射会引起干扰，使其他用户的业务受到影响。(2)未核准的发射对行政管理来说会造成执照收入的损失，同时又会阻碍其他用户申请执照。(3)频率规划只能在稳定协调的环境下进行。第1章无线电监测概述 2.检验技术和操作参数检验技术和操作参数(无线电技术参数的检验无线电技术参数的检验)利用监测可获得无线电系统的技术参数和操作特性的详细资料，其中最重要的一个参数就是无线电发射机的发射频谱。同时，能测得信号带宽、调制方式、频偏、频移等
4、中频参数。3.干扰的确定和未核准发射机的识别干扰的确定和未核准发射机的识别通过频谱监测或监听测量，可以检测引起干扰的未核准发射机，也可以查明引起干扰的原因，如互调产物或杂散发射等。利用无线电测向，移动监测车跟踪测量和监听，有助于对非法发射机的鉴别和定位。第1章无线电监测概述 4.有助于频谱资源管理方针政策的贯彻执行有助于频谱资源管理方针政策的贯彻执行如果适时地将频谱使用情况和需求变化趋势通知频谱规划者，正常的频谱管理就能满意进行。通过长期频谱监测并把监测的数据进行记录，然后进行统计分析、评估，可有效地利用频谱资源。5.获取频谱利用获取频谱利用(占用度占用度)数据数据频谱利用数据可以识别一个频段
5、中尚未使用的信道或防止给繁重使用信道增加任务。当频谱管理记录中没有指配的信道上出现用户或虽已指配频率却没被使用时，它可以用来提醒进行调查。当现有频段太拥挤时，可以用这些资料来划分额外的频段。第1章无线电监测概述 6.协助新的频率指配协助新的频率指配通过对频谱利用数据的统计分析，对某些频段和频率的使用情况就很清楚了，从而能够有效地进行频率的指配，使频谱资源得到最大化的利用。7.协助处理申诉和查询协助处理申诉和查询随着频率使用的拥挤增长，用户对所使用的业务逐渐不满。通过监测监听引起大量申诉的区域，从而查明问题的实质，找到较好的补救方法，对用户提出的质量申诉可以进行核实或驳回。第1章无线电监测概述
6、1.1.3无线电监测的功能和分类无线电监测的功能和分类1.无线电监测应完成的功能无线电监测应完成的功能无线电监测应完成的功能包括：(1)信道和频段使用情况的测量，包括评估信道利用率及频率指配的有效性。(2)解决干扰问题。(3)检查遵守频谱管理政策的情况，包括检验发射信号的正常技术参数和操作特性，检测识别非法发射，以及生成并验证频率记录。第1章无线电监测概述 2.无线电监测的分类无线电监测的分类按工作频段划分，有长波监测、中波监测、短波监测、超短波监测、微波监测等。凡是军用无线电工作的频段，也是开展无线电监测的频段。在很长的时间内，无线电监测主要是在短波和超短波频段展开的，到目前为止，这两个频段
7、仍然是无线电监测的主要频段。随着微波频段军用通信的日益增多，微波监测在无线电监测中的地位也日益重要。按信号体制划分，有对单边带通信的监测、对接力通信的监测、对卫星通信的监测、对跳频通信的监测、对直接序列扩频通信的监测、对雷达信号的监测、对无线电控制信号的监测等。按无线电监测的技术参数划分，通常分为无线电技术监测和无线电方位监测。第1章无线电监测概述 1.1.4无线电监测的基本流程无线电监测的基本流程无线电监测的内容和步骤是随着监测设备技术水平的不断提高而变化的。早期的无线电监测是以耳听、人工分析处理为主的。随着科学技术的迅速发展，现代战争中的军事通信大量采用快速通信技术、加密技术、反侦察抗干扰
8、技术等各种先进通信技术。这样，传统的无线电监测已远远不能适应现代战争的要求。为适应这种变化，现代的无线电监测已转变为以监测无线电信号的技术特征为主。于是，无线电监测的内容和步骤也随之改变。第1章无线电监测概述 1.对无线电信号的搜索与截获对无线电信号的搜索与截获由于无线电辐射源发射的无线电信号是未知的，或者通过事先监测已知无线电辐射源某些信号频率而不知其通信联络的时间，因此，需要通过搜索寻找，以发现无线电辐射源发射的无线电信号是否存在以及是否有新出现的无线电信号。截获无线电信号必须具备三个条件:一是频率对准，即监测设备的工作频率与被测无线电信号频率要一致；二是方位对准，即监测天线的最大接收方向
9、要对准被测无线电信号的来波方向；三是被测无线电信号电平不小于监测设备的接收灵敏度。由于被测无线电信号的频率和来波方向是未知的，因此，在寻找被测无线电信号时，需进行频率搜索和方位搜索。第1章无线电监测概述 上述三个条件是对一般情况而言的，实际监测中，对于不同的通信体制以及不同类型的信号要区别对待。对于短波和超短波常规无线电信号的监测，由于这两个频段的电台一般都采用弱方向性或无方向性天线，监测设备一般也都采用弱方向性或无方向性天线，因此，一般只进行频率搜索，而不进行方位搜索。对于接力通信、卫星通信、对流层散射通信和雷达信号的监测，由于这四种通信体制都采用强方向性天线，因此要求监测设备不仅具有频率搜
10、索功能，也必须具有方位搜索功能。总之，截获不同类型的无线电信号，需要满足的条件往往是不同的。第1章无线电监测概述 2.测量无线电信号的技术参数测量无线电信号的技术参数无线电信号有许多技术参数，有些是各种无线电信号共有的参数，有些是不同无线电信号特有的参数。各种无线电信号共有的技术参数主要有:信号载频，或者信号的中心频率；信号电平，通常用相对电平表示；信号的频带宽度，可根据信号的频谱结构测量信号的频带宽度；信号的调制方式，根据信号的波形和频谱结构一般可分析得到信号的调制方式；电波极化方式(必要时测量)。第1章无线电监测概述 不同的无线电信号一般具有自身特有的技术参数，例如调幅信号的调幅度、调频信
11、号的调制指数、数字信号的码元速率或码元宽度、频移键控信号的频移间隔、跳频信号的跳频速率，等等。以上技术参数的测量对于无线电信号的识别分类是十分重要的。除了测量技术参数外，记录信号的出现时间、频繁程度、工作时间以及时间占有度等，也是很有意义的技术信息资料。对无线电信号技术参数进行实时测量是十分必要的，这对于无线电监测尤为重要。当不能实时测量时，可进行记录，利用音频录音、视频录像、射频信号存储等手段，详细记录或存储截获的无线电信号，以便事后做进一步分析和处理。第1章无线电监测概述 3.对信号特征进行分析和识别对信号特征进行分析和识别信号特征包括通联特征和技术特征。技术特征是指信号的波形特点、频谱结
12、构、技术参数以及无线电辐射源的位置参数等。分析信号特征可以识别信号的调制方式，判断无线电辐射源的工作体制和无线电设备的性能，判断无线电通信网的数量、地理分布以及各通信网的组成、属性及其应用性质等。第1章无线电监测概述 4.控守监视控守监视控守监视是指对已截获的无线电辐射源信号进行严密监视，及时掌握其变化及活动规律。在实施无线电频谱管理时，控守监视尤为重要，必要时可以及时转入即时管理。在无线电监测中，可对获取的技术资料建立无线电管理技术信息数据库，并根据技术资料的变化及时更新数据库的内容。第1章无线电监测概述 1.2无线电监测设备无线电监测设备1.2.1监测接收设备的基本组成监测接收设备的基本组
13、成早期的监测接收设备采用的是普通的无线电接收机，随着无线电管理水平和无线电监测技术的发展，出现了专用的监测接收设备，并且其技术水平也随着学技术的进步不断提高。现代监测接收设备因使用目的和承担任务的不同，其组成也有所差异。但设备的基本组成是大致相同的，主要包括监测接收天线、接收机、终端设备和控制装置。图1-1示出了典型监测接收设备的组成示意图。第1章无线电监测概述 图 1-1监测接收设备基本组成第1章无线电监测概述 下面对图1-1予以简单说明。(1)天线与天线共用器。天线是监测接收设备不可缺少的组成部分，天线共用器视情况而定。当由多部监测接收设备组成监测站时，通常需要共用天线，必须配置天线共用器
14、。(2)接收机。接收机是监测接收设备的核心，设备的性能很大程度上取决于接收机的性能。接收机用于对信号的选择、放大、变频、滤波、解调等处理，并为后面的终端设备提供所需要的各种信号。(3)终端设备。在图1-1中的监听记录设备、测量存储设备、显示器、信号处理器都归于终端设备之列，典型的现代监测接收设备一般都包括上述终端设备。但是，承担不同任务的监测接收设备所配置的终端设备也是有所不同的。第1章无线电监测概述 由于人耳具有极高的分辨能力，因此，各种监测接收设备一般都配备有耳机和扬声器，用于监听无线电信号。记录设备目前应用最多的是信号记录仪(存储器)，其次是视频录像记录设备。随着射频数字存储技术的成熟和
15、应用，射频信号存储器也被用作监测接收设备的记录设备。信号处理器对来自接收机的信号进行分析、识别、分选等处理，然后提供给测量存储设备和显示器进行测量、存储和显示。在信号处理方面，数字信号处理技术得到了广泛应用，大大提高了信号分析处理的速度。第1章无线电监测概述(4)控制装置。早期的监测接收设备是由人工操作控制的，由于其速度慢，已不适应现代无线电监测的要求。现代监测接收设备基本都采用微处理机或微型计算机实现对设备的自动控制，这不仅提高了监测接收设备的自动化程度，也扩大了设备的功能。需要指出，在习惯上，人们常常把监测接收设备称为监测接收机。第1章无线电监测概述 1.2.2监测接收设备的主要技术指标监
16、测接收设备的主要技术指标对于不同用途、不同类型的监测接收设备，对其技术指标的要求既有共同之处，也有不同之处，下面仅介绍共同的主要技术指标。1.工作频率范围工作频率范围工作频率范围指监测接收设备能正常接收无线电信号的频率范围。在此频率范围内，设备的各项指标均能达到规定的指标要求。设备的工作频率范围越宽，对不同频段信号监测的适应能力越强。目前，典型的监测接收机，比如RS公司的ESMB，其工作范围为9 kHz3000 MHz。第1章无线电监测概述 2.灵敏度灵敏度灵敏度是衡量监测接收设备接收微弱信号能力的指标。灵敏度主要取决于接收机的性能，通常的定义是:在接收机输出端得到额定信号功率和额定信噪比的条
17、件下，接收机天线上所需要的最小感应电动势。所需要的感应电动势越小，则灵敏度越高，说明接收微弱信号的能力越强。监测接收机的灵敏度一般都在微伏数量级。监测接收设备的灵敏度与接收机的内部噪声密切相关。内部噪声越小，灵敏度越高。一般情况下，监测接收设备距被测无线电辐射源较远，并且天线的最大接收方向通常不能准确对准被测无线电辐射源发射机天线的最大辐射方向，所以，接收信号一般很微弱。为此，要求监测接收设备具有很高的灵敏度。与此相对应，接收机应具有很低的内部噪声。第1章无线电监测概述 3.动态范围动态范围动态范围是指保证监测接收设备正常工作条件下，接收机输入信号的最大变化范围。设接收机允许的最小与最大输入信
18、号分别为Emin和Emax,则动态范围DR为若用分贝表示，则为RmaxmindBdBVdBVDEEmaxRminEDE第1章无线电监测概述 动态范围的下限受设备灵敏度的限制，只有大于灵敏度的信号才能被正常接收。动态范围的上限则有不同的情况使接收机不能正常工作，与此相对应，对动态范围也有不同的定义。应用较多的通常有以下两种定义:其一，饱和动态范围。它是指输入信号电平增大到一定程度时，使接收机中的一部分电路处于饱和状态，从而失去对信号的放大能力。与此相对应的输入信号电平称为饱和电平，即接收机允许的最大输入信号电平。凡是大于饱和电平的信号都会使接收机出现饱和现象。在接收机中采用对数放大电路和增益控制
19、电路，有利于增大接收机的饱和动态范围。第1章无线电监测概述 其二，无虚假响应动态范围。这种动态范围又称无寄生干扰动态范围。任何类型的监测接收机都有一定的线性范围，如果有两个以上的信号进入接收机，并且超出接收机的线性范围而进入非线性区工作，受非线性的影响，那么这些信号互相调制，会产生寄生干扰(或称虚假信号，其中影响比较严重的是互调干扰)。输入信号越强，非线性影响越大，寄生干扰越严重，以致造成接收机不能正常接收信号。当要求输出的寄生干扰电平不超过某一规定值时，与此规定值所对应的输入信号电平(测量时一般用两个等幅信号输入)即为无虚假响应动态范围的上限值。接收机在密集的信号环境下工作时，无虚假响应动态
20、范围是一个重要的性能指标。此动态范围小于饱和动态范围。第1章无线电监测概述 监测接收机一般工作于密集的信号环境中，输入信号电平会有很大的差异，因此，接收机的动态范围越大越好。目前，一般要求动态范围大于7080 dB。4.频率稳定度频率稳定度监测接收设备的频率稳定度完全取决于接收机，一般用长期稳定度(日稳定度或月稳定度)表示，它表征了接收机频率稳定的程度，通常用相对频率稳定度f/f0来衡量(f0为标称频率值，f表示在测试时间内的频率偏移值)。现代监测接收设备基本都采用高稳定度的频率合成器作为频率源，其频率稳定度通常在106108数量级。第1章无线电监测概述 5.频率分辨力频率分辨力频率分辨力又称
21、频率分辨率，它是指监测接收设备能区分两个同时存在的不同频率辐射源信号之间的最小频率间隔。它反映了设备对相邻频率信号的分辨能力。对全景显示搜索接收设备而言，这是一个极重要的性能指标。对频率分辨力的要求与通信信号的信道间隔、空间信号的密集程度等因素有关。例如，在短波频段，信道间隔小，信号密度高，则要求设备的频率分辨力高；反之，在微波频段，则要求频率分辨力低。应当指出，有时把监测接收设备的频率步进间隔也称为频率分辨率，这在监测分析接收设备中比较多见。频率步进间隔与上面所讲的频率分辨力的含义是完全不同的，不要将二者混淆。第1章无线电监测概述 6.选择性选择性选择性反映了监测接收设备选择信号、抑制干扰的
22、能力。监测接收设备的选择性一般用单频选择性和多频选择性两种选择性指标表示。单频选择性是指对中频干扰、镜像干扰(或称像频干扰)和邻道干扰的抑制能力。对中频干扰和镜像干扰的抑制能力主要取决于接收机混频电路以前射频选频电路的选择性。一般要求对中频干扰和镜像干扰的抑制达到80 dB 以上。邻道干扰的抑制能力也称邻道选择性，主要取决于接收机中频选频电路的选择性，通常用接收机的中频带宽和中频选频电路的矩形系数表示。中频带宽越窄，矩形系数越小，对邻道干扰的抑制能力越强。第1章无线电监测概述 多频选择性是指对于因接收机的非线性而产生的互调干扰、交调干扰、阻塞干扰、倒易混频等寄生干扰的抑制能力，它不仅与接收机信
23、号通道中选频电路的选择性有关，而且与接收机的动态范围等因素有关。对于这些干扰，后面将作进一步的讨论。监测接收设备的选择性反映了设备对各种干扰的抗拒能力，所以，有时也称之为抗干扰特性或抗干扰能力。第1章无线电监测概述 7.反应速度反应速度监测接收设备的反应速度包括搜索速度、对信号的分析处理速度等。理想的情况是能够实现快速搜索截获，实时测量和分析处理。随着猝发通信技术尤其是跳频技术在军事通信中的应用，对设备的反应速度提出了更高的要求，否则，就不能实时截获、分析处理这类驻留时间极短和快速跳变的无线电信号。以上是各种监测设备共有的主要技术性能，还有一些其他的技术性能，如环境适应能力、增益控制、反向辐射
24、等，其含义与通信接收设备的相同，此处不再赘述。对于不同类型监测接收设备特有的技术性能要求，在下一章将会涉及，这里不再讨论。第1章无线电监测概述 1.3监测接收机中的内部噪声与噪声系数监测接收机中的内部噪声与噪声系数接收机中的噪声在接收机中表现为一种只要接收机开机工作就持续存在的起伏干扰。按接收机中噪声的来源分外部噪声和内部噪声两类。顾名思义，外部噪声来源于接收机外部，主要有大气噪声、太阳噪声、银河噪声和各种电气装置中电流或电压急剧变化引起电磁辐射而形成的噪声。各种电气装置中电流或电压急剧变化引起电磁辐射而形成的噪声又称人为噪声，人为噪声的大小取决于各种电气装置的分布密度，因此人为噪声又分为城市
25、人为噪声和郊区人为噪声。外部噪声的功率与频率的关系如图1-2所示。第1章无线电监测概述 图 1-2外部噪声的功率与频率的关系第1章无线电监测概述 1.3.1监测接收机的内部噪声监测接收机的内部噪声接收机如果不考虑外部干扰的影响，似乎只要增大接收机的增益，就可以接收任意微弱的信号。但是，实际并非如此，这是因为任何接收机都不可避免地存在内部噪声，接收机在放大信号的同时，对内部噪声也进行放大。如果信号减小到一定程度，被噪声淹没，接收机输出的将主要是噪声而不是信号。所以，内部噪声是影响接收机灵敏度的重要因素，尤其在微波频段，接收机的内部噪声更为严重，成为影响接收机灵敏度的主要因素。接收机的内部噪声主要
26、来源于电阻和晶体管。第1章无线电监测概述 1.电阻的热噪声电阻的热噪声根据热力学统计理论，在电阻R两端产生热噪声电动势的均方值为电阻的热噪声除了与阻值有关外，还与电阻的材料有关。式(1-1)对于金属膜电阻是适用的，对于碳质电阻而言，不仅存在热噪声，还存在由于碳粒之间接触不稳定等因素引起的噪声，所以比金属膜电阻的噪声大。2n4EkTR f(1-1)第1章无线电监测概述 2.晶体管的噪声晶体管的噪声晶体管是接收机主要的内部噪声源。晶体管的噪声包括热噪声、散粒噪声、分配噪声和闪烁噪声(又称1/f噪声)四种，其噪声功率随频率的变化特性如图1-3所示。它存在两个明显的拐点频率fn1和fn2。在fn1fn
27、2 频率范围内，噪声功率较低，且分布比较平坦，主要由热噪声和散粒噪声决定。在ffn1时，近似按1/f规律变化，主要由闪烁噪声决定。一般晶体管的fn1在1000 Hz以下，好的晶体管可以在100 Hz以下。在ffn2时，随频率升高噪声功率增大，主要由分配噪声决定。近似fn2由下式确定:0a2n1aff第1章无线电监测概述 图 1-3晶体管噪声频率特性第1章无线电监测概述 1.3.2监测接收机的噪声系数监测接收机的噪声系数1.噪声系数噪声系数接收机的内部噪声用噪声功率电平的绝对值来衡量是不适宜的，这是因为，接收机输出信号的质量不是完全取决于噪声电平的绝对大小，而是取决于信号与噪声电平的相对比值。为
28、了从对输出信号质量影响大小的角度来衡量接收机内部噪声的大小，引入了噪声系数这一概念。1)噪声系数的含义我们以图1-4所示的线性电路为例，说明噪声系数的含义。图中，线性电路的输入端和输出端认为是处于匹配状态，Psi和Pni分别为输入端的信号功率和噪声功率，Pso和Pno分别为输出端的信号功率和噪声功率，GP为线性电路的功率增益。第1章无线电监测概述 图 1-4线性电路的噪声系数第1章无线电监测概述 噪声系数的定义为即噪声系数等于线性电路输入端信噪比与输出端信噪比的比值。改变式(1-2)的形式，并将GP=Pso/Psi代入，可以得到:sinipsono/PPNPPnoFPniPNGP(1-3)(1
29、-2)第1章无线电监测概述 需要强调指出，在输出噪声功率Pno中，不仅包含输入噪声功率被线性电路放大的部分(GPPni)，而且还包含内部噪声功率在线性电路输出端引起的输出噪声功率。噪声系数NF常用分贝来表示，即2)级联电路的噪声系数接收机信号通道是由许多级电路连接而成的，为了便于讨论接收机的噪声系数，首先讨论级联电路的噪声系数。为简便起见，先以两级级联线性放大器为例，如图1-5所示。(1-4)sininoFsonoPni/(dB)10lg()10lg/PPPNPPGP第1章无线电监测概述 图 1-5两级级联线性电路第1章无线电监测概述 图1-5中，Es和Rs分别为输入端信号源电势和内阻，RL为
30、负载电阻。两级放大器的噪声系数和功率增益分别为NF1、GP1和NF2、GP2。两级放大器级联电路的总增益为GP=GP1GP2两级级联电路的噪声系数可表示为由式(1-5)可以看出，两级级联电路的输出噪声功率Pno包括以下几部分:(1)输入噪声功率Pni在输出端产生的噪声功率，即PnoA=GP1GP2Pni(1-5)nonoFPniP1P2niPPNGPGGP第1章无线电监测概述(2)第一级放大器的内部噪声功率PnB1在输出端产生的噪声功率，即 PnoB1=GP2PnB1(3)第二级放大器内部噪声功率在输出端产生的噪声功率PnoB2。将PnoA、PnoB1和PnoB2代入式(1-5)得到:(1-6
31、)P1P2niP2n 1no2FP1P2nino2n 1P1niP1P2ni1BBBBGGPGPPNGGPGPGPGGP 第1章无线电监测概述 第一级放大器的噪声系数可表示为由此可得到同理，可得到第二级放大器的噪声系数:故(1-7)no1P1nin 1n 1F1P1ni1niP1ni1BBPPGPPPNGPGPGP no2F2P2ni1BPNGP no2F2P2ni1BPNGPn 1P1P1ni1BPNGP(1-8)第1章无线电监测概述 将式(1-7)和式(1-8)代入式(1-6)得到:按照同样的方法，可以推导出n级级联线性电路的噪声系数表达式为由式(1-10)看出，当多级线性电路级联时，只要
32、各级电路的增益足够大，级联电路的噪声系数将主要由前几级电路的噪声系数所决定。单级电路的位置越靠前，其噪声系数对总噪声系数的影响越大。(1-9)F2FF1P1NNNGF3FF2FF1P1P1P2P1P2P(1)nnNNNNNGGGGGG(1-10)第1章无线电监测概述 3)接收机的噪声系数接收机解调器以前的电路看做是接收机的线性电路。这部分电路包括滤波电路、放大电路和混频电路。在正常工作情况下，这些电路处理的都是小信号，因此，滤波、放大电路看做线性电路是毫无疑义的。至于混频电路，从电路本身的归属来讲，应属于非线性电路，但从对信号处理的观点看，它仅仅使信号频率进行了搬移，而没有改变信号本身的特性，
33、这种处理仍看做是“线性”的(也有的把混频电路看做是准线性电路)。基于上述原因，把解调器以前的电路看做线性电路是适宜的。接收机中有多种解调器，一般情况下，即使不考虑解调器的内部噪声，解调器输出端与输入端的信噪比也是不同的，并且常常是输出端信噪比大于输入端信噪第1章无线电监测概述 比，也就是说，其输出信噪比对输入信噪比的改变，并不能反映解调器电路内部噪声的大小。所以，不论从哪种意义上讲，解调器都是非线性电路。由于解调器是非线性电路，用接收机输出端信噪比对输入端信噪比的改变，并不能正确反映接收机内部噪声的大小。所以，在实际应用中，都是用接收机线性电路的噪声系数代替接收机的噪声系数的。接收机的线性电路
34、属于多级级联的线性电路，所以，前面给出的式(1-10)对于接收机线性电路也是适用的。如果把接收机解调器以前的线性电路划分为射频电路、混频电路和中频电路三部分的级联(见图1-6)，根据图中给出的参数，便可以写出接收机的噪声系数表达式，即第1章无线电监测概述 在接收机中，射频放大器与混频器的内部噪声对接收机输出噪声影响最大，所以，这两级电路(尤其射频放大器)要尽量采用低噪声电路和低噪声器件。(1-11)F3F2FF1P1P1P2NNNNGGG图 1-6接收机线性电路方框图第1章无线电监测概述 2.接收机灵敏度与噪声系数的关系接收机灵敏度与噪声系数的关系实际应用中，接收机输出的噪声既有内部噪声也有外
35、部噪声。外部噪声是随环境条件改变的，在确定接收机灵敏度时，通常只考虑接收机的内部噪声和接收天线产生的热噪声。确定接收机的灵敏度时，对接收机输出信噪比都有一定的规定标准。在接收机电路已确定的情况下，根据接收机输出信噪比的规定，可以推算出接收机线性电路(解调器以前的电路)输出端的信噪比要求，这样，就很容易把接收机灵敏度与噪声系数联系起来。在仅考虑接收机内部噪声和天线热噪声，并且满足输出信噪比要求的条件下所得到的灵敏度，通常称为接收机的最高灵敏度。下面分析接收机最高灵敏度与噪声系数的关系。第1章无线电监测概述 由噪声系数的定义得到:根据接收机输出端信噪比规定得到接收机线性电路输出端的信噪比用So/N
36、o表示，将So/No代入式(1-12)，可以得到接收机输入端需要的最小信号功率，即式中，Pni是接收机天线热噪声在接收机输入端形成的输入噪声功率。在接收机输入端匹配的条件下，接收天线的等效电路如图1-7所示。sosiFninoPPNPPosiFnioSPNPN(1-13)(1-12)第1章无线电监测概述 图 1-7接收天线等效电路第1章无线电监测概述 图1-7中，RA为天线等效电阻；Ri为接收机输入电阻，且Ri=RA；EA为天线上感应的信号电动势；En为天线电阻产生的热噪声电动势。热噪声电动势的均方值为式中，Br为接收机的等效噪声带宽。在接收机输入端产生的噪声功率为Pni=kTBr(1-14)将式(1-14)代入式(1-13)得到:(1-13)osiFroSPNKTBN2nr4EkTRA B(1-15)第1章无线电监测概述 由式(1-15)可见，在Br和So/No确定的情况下，接收机的最高灵敏度直接取决于接收机的噪声系数。若以感应电动势表示，可以推导出:(1-16)ooAAFrAFroo148SSERNKT BRNBNN第1章无线电监测概述 式中：k=1.381023焦耳度；T为电阻温度，以绝对温度(K)计，对于室温17，T=T0=290 K；RA的单位为k；Br的单位为kHz；EA的单位为V。在室温条件下,oAAFro18SERNBN
