CST丛书18算例25_辐射噪声源RE等效性原理
电磁场与波习题答案1-9
第一章绪论1. 光电子器件按功能分为哪几类？每类大致包括哪些器件？光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件。
光源器件分为相干光源和非相干光源。
相干光源主要包括激光和非线性光学器件等。
非相干光源包括照明光源、显示光源和信息处理用光源等。
光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等等)、光波导和光纤等。
光控制器件包括调制器、偏转器、光开关、光双稳器件、光路由器等。
光探测器件分为光电导型探测器、光伏型探测器、热伏型探测器、各种传感器等。
光存储器件分为光盘(包括CD、VCD、DVD、LD等)、光驱、光盘塔等。
2．谈谈你对光电子技术的理解。
光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导（光纤）化，手段电子化，现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征，是一门新兴的综合性交叉学科。
3．谈谈光电子技术各个发展时期的情况。
20世纪60年代，光电子技术领域最典型的成就是各种激光器的相继问世。
20世纪70年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的成熟特别是量子阱激光器的问世以及CCD的问世。
20世纪80年代，出现了大功率量子阱阵列激光器；半导体光学双稳态功能器件的得到了迅速发展；也出现了保偏光纤、光纤传感器，光纤放大器和光纤激光器。
20世纪90年代，掺铒光纤放大器(EDFA)问世，光电子技术在通信领域取得了极大成功，形成了光纤通信产业；。
另外，光电子技术在光存储方面也取得了很大进展，光盘已成为计算机存储数据的重要手段。
21世纪，我们正步入信息化社会，信息与信息交换量的爆炸性增长对信息的采集、传输、处理、存储与显示都提出了严峻的挑战，国家经济与社会的发展，国防实力的增强等都更加依赖于信息的广度、深度和速度。
⒋举出几个你所知道的光电子技术应用实例。
如：光纤通信，光盘存储，光电显示器、光纤传感器、光计算机等等。
噪声等效散射系数-概述说明以及解释
噪声等效散射系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述噪声等效散射系数是描述噪声在散射体中传播的性质的一个重要指标。
在现实世界中，我们常常会遇到各种各样的散射体，如建筑物、车辆、山峰等等，这些散射体会对噪声产生散射作用，从而影响噪声的传播和衰减。
噪声等效散射系数的定义是指噪声在散射体表面反射、透射和散射的比例。
具体而言，它衡量了噪声在散射体上发生散射的能量与噪声源发出的能量之比。
通过计算噪声等效散射系数，我们可以评估散射体对噪声的吸收和反射程度，进而了解噪声传播的特征和影响范围。
理解噪声等效散射系数的意义对于环境噪声控制和工程设计具有重要意义。
首先，它为我们提供了评估环境中散射体对噪声的影响程度的依据，可以用来设计相应的噪声控制策略。
其次，噪声等效散射系数还能帮助我们了解噪声在不同散射体中的传播规律，为噪声源的位置选择和环境配置提供科学依据。
本文将介绍噪声的定义和特性，探讨散射系数的意义和计算方法。
接下来我们将讨论噪声等效散射系数的重要性，并总结本文的结论和展望。
通过本文的阐述，希望读者能够对噪声等效散射系数有一个全面的理解，并能够应用于实际工程和环境中，从而有效地控制和减少噪声对人类生活的影响。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：本文共分为三个部分：引言、正文和结论。
引言部分主要对本文的研究主题进行概述，介绍噪声等效散射系数的背景和相关概念。
同时，引言部分还会介绍文章的结构，并说明每个部分的主要内容。
正文部分将详细阐述噪声的定义和特性，以及散射系数的意义和计算方法。
在噪声的定义和特性部分，我们将介绍噪声的各种来源，噪声的类型以及噪声的特征参数。
在散射系数的意义和计算方法部分，我们将解释散射系数在噪声研究中的作用和重要性，并介绍常用的散射系数计算方法。
结论部分将总结文章的研究成果，并展望噪声等效散射系数的未来发展方向。
我们将强调噪声等效散射系数在实际应用中的重要性，并提出对该领域进一步深入研究的建议和展望。
等效噪声带宽课件
目录
• 等效噪声带宽定义 • 等效噪声带宽的应用 • 等效噪声带宽的影响因素 • 等效噪声带宽的优化方法 • 等效噪声带宽的未来发展
01
CATALOGUE
等效噪声带宽定义
概念解释
等效噪声带宽是指与给定功率谱密度等效的带宽，即在给定的功率谱密度下，所需 的带宽以产生相同的信噪比。
噪声抑制技术
噪声滤波
采用噪声抑制技术，如主动噪声控制 、被动噪声隔离等，降低环境噪声对 等效噪声带宽的影响。
采用噪声滤波技术，如低通滤波器、 陷波器等，对噪声进行滤除和抑制。
噪声源隔离
通过隔离噪声源，如使用隔音材料、 改变设备布局等，减少噪声的传播和 干扰。
提高信号强度
信号增强
采用信号增强技术，如信号放大 、信号处理等，提高信号的强度
云计算技术
通过云计算技术，实现等效噪声带宽的大规模数据处理和分析，提 高数据处理效率和准确性。
研究方向
动态等效噪声带宽研究
01
研究不同信号和环境条件下等效噪声带宽的变化规律，为信号
处理提供更加准确的模型。
等效噪声带宽与信噪比关系研究
02
深入探讨等效噪声带宽与信噪比之间的关系，为通信系统性能
优化提供理论支持。
抗干扰能力
等效噪声带宽的大小直接影响雷达 抗干扰能力，较窄的等效噪声带宽 有助于滤除噪声和干扰信号。
测量仪器
测量精度
在测量仪器中，等效噪声 带宽影响最终测量结果的 精度，较窄的等效噪声带 宽可以提高测量精度。
动态范围
等效噪声带宽决定了测量 仪器的动态范围，较窄的 等效噪声带宽可以实现更 宽的动态范围。
信号强度
信号传播损耗
信号在传输过程中会因路径损耗、阻 挡物等因素而逐渐减弱。信号强度越 弱，接收机需要更大的动态范围来接 收信号，从而影响等效噪声带宽。
cst近场源和远场源算例 -回复
cst近场源和远场源算例-回复CST是一种常用的电磁场模拟软件，可以用于仿真和分析各种电磁波在不同物体中的传播和散射情况。
在CST中，近场源和远场源是两个重要的概念，它们用来描述电磁场的辐射特性和传播性质。
本文将以CST近场源和远场源为主题，详细介绍它们的定义、应用和算例。
首先，让我们来了解一下近场源和远场源的基本概念。
在电磁波传播过程中，电磁场会发生辐射现象，这个辐射现象可以分为近场和远场两个区域。
近场是指电磁场离开辐射物体后的最短距离范围，它的特点是电磁场的强度很强，且主要是磁场成分。
而远场是指离开辐射物体后的较远位置，它的特点是电磁场的强度较弱，且电场和磁场成分均有。
接下来，让我们详细讨论一下CST中的近场源。
在CST中，近场源可以通过设置边界条件或者在模型中添加一个合适的源来实现。
对于边界条件的设定，可以通过选择适当的边界条件，如电场、磁场或散场边界条件，来模拟近场源的行为。
而对于添加一个源的方式，可以通过向CST模型中添加一个合适的电流源或电压源来模拟近场源的激励。
这些近场源的设置可以帮助我们研究电磁场在辐射源周围的行为和传播特性。
为了更好地理解CST中近场源的应用，我们可以以一个具体的算例来说明。
假设我们有一个圆形环形天线，我们想要了解在天线周围的电磁场分布情况。
我们可以通过在CST中创建一个圆形环形结构，并在其中心位置添加一个电流源来模拟天线的激励。
通过在CST中设定适当的边界条件，如设置适当的边界类型和边界细化，我们可以准确地模拟近场源的辐射现象。
然后，通过分析模拟结果，我们可以得到在近场区域（离天线较近的位置）的电磁场分布情况，如电场和磁场的强度和方向等信息。
在得到近场区域的电磁场分布情况后，我们可以进一步将其用于分析和设计其他电磁器件。
例如，我们可以利用这些信息来优化天线的辐射效果，如增强天线的增益、改善辐射方向性等。
此外，我们还可以研究电磁波在介质中的传播特性，如电磁波在地下、水中或大气层中的传播情况。
螺旋桨∕轴系激励下圆柱壳结构低频辐射噪声模式
螺旋桨∕轴系激励下圆柱壳结构低频辐射噪声模式圆柱壳结构是一种常见的机械结构，用于承载各种载荷和杆件连接。
然而，在某些情况下，圆柱壳结构会产生噪音并对周围环境造成干扰，因此需要对其噪音特性进行分析。
圆柱壳结构在运动中会受到螺旋桨或轴系激励，这种激励会导致结构产生振动并产生噪音辐射。
该噪音主要表现为低频辐射噪音，其频率一般在20-500 Hz之间。
因此，对于圆柱壳结构低频辐射噪声的研究，具有非常重要的意义。
圆柱壳结构低频辐射噪音的模式主要有以下几种：1.壳体弯曲振动模态：当圆柱壳结构受到螺旋桨或轴系激励时，会产生弯曲振动模态，在此模态下圆柱壳结构的声辐射主要是由振动弯曲模态、壳体分布式内外表面空气动力和结构阻尼等因素共同作用而产生的。
2.壳体扭转振动模态：当圆柱壳结构受到螺旋桨或轴系激励时，会产生扭转振动模态，在此模态下圆柱壳结构的声辐射主要是由振动扭转模态、壳体分布式内外表面空气动力和结构阻尼等因素共同作用而产生的。
3.壳体径向振动模态：当圆柱壳结构受到螺旋桨或轴系激励时，会产生径向振动模态，在此模态下圆柱壳结构的声辐射主要由壳体径向振动模态和壳体分布式内外表面空气动力等因素共同作用而产生的。
以上三种模态均受到结构材料、壳体尺寸、壁厚、几何形状、螺旋桨或轴系的位置和工作状态等因素的影响。
根据这些影响因素，我们可以进行优化设计来减少圆柱壳结构的低频辐射噪声。
最后，应该指出的是，圆柱壳结构低频辐射噪音的模式是一种非常复杂的现象，需要综合考虑多个因素才能得出精确的结果。
因此，在实际研究过程中，需要采用先进的计算模型和分析工具，以确保分析结果的准确性和可靠性。
为了更进一步认识圆柱壳结构低频辐射噪声的模式，下面列出一些相关数据并进行分析：1. 结构材料：一般来说，圆柱壳结构常用的材料有钢、铝、玻璃钢等。
这些材料的密度和弹性模量不同，对噪声特性有不同的影响。
例如，密度越大的材料通常会产生更大的结构压力，从而影响低频辐射噪声的模式。
CST微波工作室视频培训教程讲义—求解器
设置频点分布类型
• Use Broadband frequency sweep
CST一种特殊宽带扫频技术，能以较少的频点数 得出Fra bibliotek个频带内的扫频性能
• 通用设置
Automatic + Use Broadband frequency sweep， 这样求解器自动选择频点，能以最少的频点得到 整个频带内的扫频性能
• 主要应用于强谐振结构、腔体、窄带等问题的分析
积分方程求解器—— Integral Equation Solver
• 积分方程求解器是CST较新引入的求解器（2006版引入），其采用多层快速多极子法（MLFMM），主 要用于求解电大尺寸的结构的辐射和散射问题，可分析的结构尺寸可以达到几十甚至几百个波长，应 用范围包含天线辐射、多天线的EMC/互扰分析、天线布局优化和目标物体的RCS研究
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计算电磁学中的几个基本概念
电尺寸的概念和电大、电中、电小尺寸的划分
• 电尺寸的定义是物体的几何尺寸除以波长，单位为波长。如一辆4.5米的小轿车，对于1GHz的频率，其 电尺寸是15个波长；而对于3GHz的频率，其电尺寸是45个波长；
Mesh Type • Hexahedral—采用有限积分法的瞬态时域求解器 • Hexahedral TLM —采用传输矩阵法的TLM时域求解器
Accuracy • 用于设置求解精度 • 瞬态时域求解器以1W功率的高斯脉冲信号对结构进 行激励，当信号能量衰减到趋于零时，分析结束。 其中，结束时的能量和激励信号能量之比就是在此 处Accuracy项设置的值 • 影响仿真分析的时间和求解精度
接收机的噪声系数与等效噪声温度
19
基本的数字基带信号波形(1)
二进制单极性不 归零(NRZ)码
bn = 0, 1 ⇔ an = 0, 1
A
A 0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
Ts
t
⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝ Ts 2 ⎠
二进制 双极性 不 归零(NRZ)码
bn = 0,1 ⇔ an = −1, +1
⎛ t 1⎞ gT ( t ) = Arect ⎜ − ⎟ ⎝ Ts 2 ⎠
d n = bn ⊕ d n − 1
0 1 0 0 1
1
二进制单极性不归零码 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1
相对码
d n = bn ⊕ d n − 1
A 0
0
1
单极性不归零传号差分码 跳变：”1“ 0 0 0 0 1 1 0 1 1
相对码
d n = bn
d n −1
A 0
单极性不归零空号差分码 跳变：”0“
= =
n = −∞ m = −∞ ∞ ∞ n = −∞ m = −∞
∑ ∑
∞
∞
E ⎡ an am ⎤ gT ( t − nTs ) gT ( t + τ − mTs ) ⎣ ⎦ Ra ( m − n ) gT ( t − nT ) gT ( t + τ − mT )
∑ ∑
Rs ( t + kTs , t + τ + kTs ) = Rξ ( t , t + τ )
接收机的噪声功率谱
无线通信，接收机与天线相连噪声功率谱
N 0 = K (Ta + Te ) = K (Ta + ( F − 1) T ) = KTF 注： Ta是天线等效噪温 F 是噪声系数
成都理工大学《核辐射测量方法》考题
“核辐射测量方法”思考题一、名词解释1.核素2.半衰期3.碰撞阻止本领4.平均电离能5.粒子注量6.粒子注量率7.能注量8.能注量率9.比释动能10.吸收剂量11.剂量当量12.辐射量13.同位素14.放射性活度15.照射量16.剂量当量指数17.射气系数18.α衰变19.核衰变20.同质异能素21.轨道电子俘获22.半衰期23.平均寿命24.电离能量损耗率25.衰变常数26.伽玛常数27.平衡铀含量28.分辨时间29.轫致辐射30.康普顿边31.康普顿坪32.累计效应33.边缘效应34.和峰效应35.双逃逸峰36.响应函数37.衰变率38.能量分辨率39.探测效率40.峰总比41.峰康比42.能量线性43.入射本征效率44.本征峰效率45.源探测效率46.源峰探测效率47.俄歇电子48.线衰减系数49.光电吸收系数50.质量衰减系数51.光电截面52.原子核基态53.铀镭平衡常数54.放射性活度55.碰撞阻止本领56.离子复合57.光能产额58.绝对闪烁效率59.二、填空1.天然放射性钍系列的起始核素是其半衰期是。
2.天然放射性铀系列的起始核素是其半衰期是。
3.铀系、钍系和锕铀系中的气态核素分别是、和；其半衰期分别是、和。
4.α射线与物质相互作用的主要形式是和。
5.β射线与物质相互作用的主要形式是、和。
6.天然γ射线与物质相互作用的主要形式是、和7.β衰变的三种形式是、和。
8.形成电子对效应的入射光子能量应大于 MeV。
9.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是、和；其γ光子的能量分别是、和。
10.β－衰变的实质是母核中的一个转变为。
11.β＋衰变的实质是母核中的一个转变为。
12.轨道电子俘获的实质是母核中的一个转变为。
13.半衰期与平均寿命的关系是。
14.半衰期与衰变常数的关系是。
15.α粒子是高速运动的。
16.天然γ射线的最大能量是。
17.天然α射线在空气中的最大射程是。
18.α射线与物质相互作用的主要形式是和。
susan算子能有效解决噪声的原理
Susan算子能有效解决噪声的原理一、Susan算子简介Susan算子，全称为Smallest Univalue Segment Assimilating Nucleus Operator，是一种用于图像处理和计算机视觉的算子。
它最初由苏珊·肖等人提出，并在随后的研究中得到了广泛应用和发展。
Susan算子的主要目的是检测图像中的边缘和角点，并具有对噪声的鲁棒性。
二、Susan算子的原理1.边缘检测：Susan算子的基本原理是利用像素点周围的局部图像特征进行边缘检测。
通过比较中心像素点与周围像素点的灰度值差异，可以确定该像素点是否位于边缘上。
当中心像素点的灰度值与周围像素点的灰度值存在较大差异时，可以认为该像素点位于边缘上。
2.角点检测：除了边缘检测外，Susan算子还可以用于角点检测。
角点通常定义为图像中两个或多个边缘的交点。
通过分析像素点周围的边缘强度和方向，可以确定该像素点是否为角点。
3.对噪声的鲁棒性：与传统边缘检测算子相比，Susan算子具有更好的噪声鲁棒性。
这是因为它在检测边缘时不仅考虑像素点的灰度值差异，还会考虑周围像素点的分布情况。
当遇到噪声时，周围像素点的分布可能会发生变化，但通过综合多个因素进行边缘检测，Susan算子能够有效地降低噪声对检测结果的影响。
4.特征集的构建与匹配：Susan算子通过构建一组特征集来描述图像中的边缘和角点。
这些特征集包括边缘的方向、边缘强度以及角点方向等。
在进行特征匹配时，Susan算子采用一种类似于圆形模板的移动窗口，并计算窗口内像素点与中心像素点的相似度。
通过比较相似度值，可以确定中心像素点是否为边缘或角点。
三、Susan算子的优势与局限性●优势：●噪声鲁棒性：如上所述，Susan算子在检测边缘和角点时考虑了多个因素，这使得它在面对噪声时具有较好的鲁棒性。
●精度高：相对于其他传统算子，Susan算子能够更准确地检测到图像中的边缘和角点。
热噪声(噪声系数,等效噪声温度、带宽和功率谱密度)
热噪声加性白高斯噪声（AWGN ：Additive White Gaussian Noise ）是最基本的噪声与干扰模型，通信中遇到的多数噪声和干扰都符合这个模型，其中最典型的是热噪声(Thermal Noise)。
一 电阻的热噪声将一个电阻从正中间画一条线分成上下两部分，那么线上的自由电子数和线下的自由电子数的数目是随机的，上下数目差也是随机的。
这个数目差意味着一个电动势，如果有闭合回路的话（如图4.8.2），就会形成一个随机电流，这就是热噪声。
叫热的原因是因为在绝对0度时，电子不运动，这样就不会有随机的电动势。
很显然，电阻的温度越高，随机性也就越强。
每个电子都在随机运动，上下数目差是这些电子随机运动的后果。
电子的总个数足以满足中心极限定律的条件，由此可知热噪声具有高斯的特征。
电子的运动速度极高。
相对于通信中的时间单位如ms 、µs 乃至ns 而言，在极短的一个时间间隔后，上下的电子数目已经毫不相关了，就是说热噪声的自相关函数对于我们的时间刻度来说是一个冲激函数，因此热噪声是一个白噪声。
综合这两点就是说：热噪声是白高斯噪声。
特别注意：白与高斯是两个单独的特征。
高斯是指一维分布，白由二维分布决定。
设()X t 是随机过程，下面的陈述A 涉及一维分布，陈述B 涉及二维分布。
A. 对X(t)进行了大量测试后发现，80%高于4.5，60%高于3.5；B ．对X(t)同时观察相隔10秒的两个值()X t 和()10X t −，大量观察发现，在90%的情况下，()X t 与比10秒前相比，相差不会超过1±V ；在80%的情况下，相差不会超过±0.5V 。
物理学家告诉我们，热噪声的单边功率功率谱密度为0N KT =，其中231.3810K −=×是波尔兹曼常数，T 是绝对温度。
热噪声在带宽B 内的噪声功率KTB （本讲中所谈论的噪声功率均指在匹配负载上的可获功率）。
jfet等效输入电压噪声和等效输入电流噪声公式推导
jfet等效输入电压噪声和等效输入电流噪声公式推导嘿，今天我们聊聊一个听起来很高大上的话题：JFET（结型场效应晶体管）的噪声。
别着急，噪声听起来好像是一个你永远也不会想了解的东西，特别是当它和“等效输入电压噪声”和“等效输入电流噪声”这些词挂钩时。
但搞明白这些东西，能让你对电子电路的理解更上一层楼。
特别是那些做音频放大、信号处理的朋友，一定能从中获益。
我们就从最基础的讲起，保证你听得懂，听得明白。
什么是噪声？噪声就是干扰，打个比方，就像是你在开会时听到的背景杂音，或者坐在咖啡馆里，旁边桌子上那群人聊得热火朝天，影响了你集中注意力。
电子学里的噪声，基本上也是这种乱七八糟的信号，它们没用，反而让你原本想要放大的信号变得模糊不清。
而JFET，它是一种常用的放大元件，常常出现在音频电路中，所以理解它的噪声特性，就显得尤为重要。
我们先从“等效输入电压噪声”说起。
它顾名思义，就是输入端的电压噪声，它来源于JFET本身的特性。
这种噪声其实是由JFET内部的热噪声和其他一些物理现象产生的。
想象一下，你在某个地方随便放了一个麦克风，周围没有声音，你本来是想录制一个纯净的音频，但这个麦克风的存在，自己就会“噪声不断”。
这就像JFET的输入端，哪怕没有输入信号，它自己也会有一些“背景噪声”，这就是所谓的电压噪声。
要是想了解它的数学表现形式，也不难。
一般来说，这种噪声可以用一个叫“噪声系数”的东西来表示，具体的公式嘛，就是“V_noise = √(4kTR)”。
听起来有点复杂，但其实就是告诉你，这个噪声和温度、晶体管的材料特性、工作电流等都有关系。
简单点说，就是温度越高，噪声也越大；工作电流越大，噪声越小。
这就跟人一样，越是焦虑不安，声音就越大，冷静下来，噪声自然就小。
然后是“等效输入电流噪声”。
电流噪声和电压噪声听起来是不是很像？但其实它们是两个不同的概念。
电流噪声是指当你试图测量电流的时候，JFET内部那些微小的随机波动，导致了电流信号的不稳定。
噪声等效光谱辐射强度
噪声等效光谱辐射强度噪声等效光谱辐射强度（Noise Equivalent Spectral Radiant Dose，NES噪声等效光谱辐射强度（Noise Equivalent Spectral Radiant Dose，NESR）是描述噪声对人耳产生的影响的一种指标。
它是将不同频率的噪声转化为等效的光谱辐射强度，以便更好地理解和比较各种噪声对人体的影响。
噪声等效光谱辐射强度的概念最早由美国国家职业安全卫生研究所（NIOSH）在20世纪70年代提出。
当时，人们已经意识到长时间暴露在噪声环境中会对人的听力造成损害，但是对于不同类型的噪声如何影响人体的理解还不够深入。
因此，NIOSH 提出了NESR这一概念，以便更好地评估和控制噪声对人体的影响。
噪声等效光谱辐射强度的计算方法是基于人耳对不同频率声音的敏感度。
人耳对低频声音的敏感度较高，而对高频声音的敏感度较低。
因此，NESR的计算需要考虑到这一特性。
通常，NESR是通过测量噪声的声压级，然后根据人耳对不同频率声音的敏感度进行加权，最后得到一个总的光谱辐射强度值。
这个值可以用来比较不同类型和强度的噪声对人体的影响。
噪声等效光谱辐射强度的应用非常广泛。
在工业生产、交通运输、娱乐场所等领域，都需要对噪声进行有效的控制，以保护员工的听力健康。
通过对噪声进行NESR分析，可以更准确地评估各种噪声源对人体的影响，从而制定出更有效的降噪措施。
此外，NESR还可以用于环境监测、城市规划等领域，为政府和企业提供科学依据，以便更好地保护公众的健康和福祉。
总之，噪声等效光谱辐射强度是一种重要的噪声评估指标，它可以帮助我们更好地理解和比较各种噪声对人体的影响。
通过对噪声进行NESR分析，我们可以制定出更有效的降噪措施，保护人们的听力健康。
同时，NESR还可以为环境监测、城市规划等领域提供科学依据，促进社会的可持续发展。
等效噪声温度和噪声系数
等效噪声温度和噪声系数
放大器（线性双端口网络）的内部 噪声对输出信噪比的影响
S N
o
1 KLFa
PT N 0 Bneq
F
i
S / N
oa
S / N oa Psa Pni GPni
S / N i
Psi Pnoa
Pnoa
F
S / N i
S / N oa
Pnoa GPni
当线性网络 （系统）为无源网络时，阻抗匹配情况下，输入 输出噪声功率相等，为KTBn。此时F=1/G。比如传输损耗为L 的有损传输线，其噪声系数F=1/G=L。
而输入噪声功率为： Pni N0Beq KTBeq
以上输出噪声功率由输入噪声功率引起的。在线性系统内部
存在热噪声源，平均功率为Pn的情况下，输出噪声总功率应
为
Pnoa Pno Pn GN0 Beq Pn
GKTห้องสมุดไป่ตู้eq
Pn
GKBeq
T
Pn GKBeq
输出的总的噪声功率跟输入噪声功率的比为：
R0 Vi(t)
输入电压为
Vi (t)
Vn (t) R R0
R0
什么条件下可以在线性网络输入端得到最大功率？
R Vn(t) ～
R0 Vi(t)
答：当R0=R，即阻抗匹配时。（电路分析）
Vi
(t)
1 2
Vn
t
R Vn(t) ～
接收机热噪声参考资料
第6、8、9章作业参考答案（此参考答案摘录了张露、林力、邬智翔、杨纯等同学的作业答案，特此声明）第六章1、主要的固有噪声源有哪些？产生的原因、表达式和式中各项的意义是什么？ 答：主要的固有噪声源有热噪声、散弹噪声、产生-复合噪声、1/f 噪声和温度噪声等。
下面分类叙述：（1）、热噪声。
当某电阻处于环境温度高于绝对零度的条件下，内部杂乱无章的自由电子的热运动将形成起伏变化的噪声电流，其大小与极性均在随机变化着，且长时间的平均值等于零。
热噪声常用噪声电流的均方值2nT I 表示，如下式：24()nT kT f I R∆= 式中R 为所讨论元件的电阻值，k 为玻尔兹曼常数，T 为电阻所处环境的绝对温度，f ∆为所用测量系统的频带宽度。
（2）、散弹噪声元器件中有直流电流通过时微观的随机起伏（如光电倍增管光阴极的电子发射，光伏器件中穿过PN 结的载流子涨落等）形成散弹噪声并叠加在直流电平上。
散弹噪声的电流均方值为：22nsh I qI f =∆式中q 为电子电荷，I 为流过电流的直流分量。
散弹噪声与电路频率无关，是一种白噪声。
（3）、产生-复合噪声（g-r 噪声）光电到探测器因光（或热）激发产生载流子和载流子复合这两个随机性过程引起电流的随机起伏，形成产生-符合噪声。
该噪声的电流均方值为：22224(/)14e n qI f I f ττπτ∆=+式中I 为流过光电导器件的平均电流，τ为载流子的平均寿命，e τ为载流子在光电导器件内电极间的平均漂移时间，f ∆为测量电路的带宽。
产生符合噪声与频率f 有关，不是白噪声。
但当22241f πτ<<，即在低频条件下时，公式可简化为24(/)n e I qI f ττ=∆此时可认为它是近似的白噪声。
（4）1/f 噪声1/f 噪声又成为闪烁噪声，通常是由于元器件中存在局部缺陷或杂质而引起的。
经验公式为：21/n I k I f f αβ=∆式中1k 为元件固有参数，α为与元器件电流有关的常数，通常取为2；β为与元器件材料性质有关的系数，常取为1。
噪声等效光谱辐射强度
噪声等效光谱辐射强度噪声等效光谱辐射强度是指一个光谱线上的噪声功率密度，它是指噪声在单位频率范围内的能量密度。
在无线通信系统中，噪声是非常重要的，它会影响系统的性能和可靠性。
因此，研究和分析噪声等效光谱辐射强度是非常必要的。
我们来了解一下噪声的基本概念。
噪声是指无线电频率范围内由于天空温度、器件本身的内部热噪声以及其他外部因素引起的信号。
它是一种不规则的信号，具有随机性和不可预测性。
在通信系统中，噪声会减弱信号的强度，从而影响信号的传输质量。
噪声等效光谱辐射强度是指噪声在光谱线上的功率密度。
在无线通信系统中，噪声等效光谱辐射强度经常被用来描述系统的噪声性能。
它是以功率的形式来表示，单位为瓦特/赫兹（W/Hz）。
这个参数可以用来衡量噪声的强度，越大表示噪声越强。
噪声等效光谱辐射强度的计算需要考虑噪声温度和带宽。
噪声温度是指在单位频率范围内噪声功率密度与温度之间的关系。
温度越高，噪声越强。
带宽是指观察或传输噪声的频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位。
带宽越宽，噪声也会相应增加。
为了求得噪声等效光谱辐射强度，可以使用公式N=kTB计算，其中N表示噪声功率密度，k是玻尔兹曼常数，T是噪声的温度，B是带宽。
这个公式表示了噪声功率密度与温度和带宽之间的关系，可以用来估计噪声的强度。
噪声等效光谱辐射强度在无线通信系统中起着重要的作用。
它可以用来评估系统的噪声性能、优化系统的传输质量，以及设计和选择合适的通信设备和技术。
通过控制和降低噪声等效光谱辐射强度，可以提高系统的性能和可靠性，提供更好的通信体验。
总结起来，噪声等效光谱辐射强度是指一个光谱线上的噪声功率密度，用于描述噪声的强度。
它是一个重要的参数，可以用来评估无线通信系统的性能和可靠性。
了解噪声等效光谱辐射强度的概念和计算方法能够帮助我们更好地理解噪声对通信系统的影响，并采取相应的措施来优化系统的性能。
噪声等效计数率
噪声等效计数率1 什么是噪声等效计数率？噪声等效计数率（NEC）是指在给定的计数器和探测器下，能够检测到的辐射的最小能力。
它是一个表示探测器的灵敏度的尺度，是评估辐射计数器的性能的重要参数之一。
NEC一般用单位时间单位体积的辐射计数来表示，通常以cps/cm³（Counts Per Second per cubic centimeter）为单位，cps代表计数器所记录下的计数率。
NEC的大小取决于许多因素，包括辐射源的能量和发射的粒子类型、探测器的大小和材料、放大器的带宽和噪声等等。
2 如何计算噪声等效计数率？NEC的计算需要考虑许多因素。
它的一般公式如下：NEC = (S/B) / √(Bt)其中，S表示信号强度，B表示本底强度，t表示积分时间。
在这个公式中，S和B都是计数率，可以用cps/cm³来表示。
需要注意的是，Bt表示本底总计数数目，其单位与计数器记录下的时间相同，通常为秒。
通过这个公式，我们可以得到一个数值，用来描述计数器的灵敏程度，即NEC。
3 噪声等效计数率的意义和应用噪声等效计数率是衡量辐射探测器性能的重要参数。
对于同一种辐射源，NEC越大，表示探测器越灵敏，可以检测到更微弱的辐射。
NEC也可以用于比较不同类型的辐射探测器的性能。
当比较不同类型的探测器时，需要将不同的尺寸和灵敏度进行标准化，以比较它们的NEC值。
NEC还可以用于评估不同的辐射探测器的优劣，然后选择最为合适的探测器。
在实际应用中，NEC的值可以用于确定使用辐射计数器进行的测量的可靠性和灵敏度。
例如，NEC的值可以用于确定在放射性探测器中可以检测到的最小辐射水平，或者用于确定相对辐射计在不同的射线源下的灵敏度。
4 如何提高噪声等效计数率？提高NEC的方法很多，以下列举其中一些：1. 提高信噪比通过减少噪声，可以显著提高信噪比。
这可以通过设计更好的放大器和信号处理器来实现。
2. 优化探测器几何形状探测器几何形状的优化可以增加信号量和减少本底量，从而提高NEC。
《核电子学》习题解答
第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。
1.4 当探测器输出等效电流源/0()t o i t I e τ-=时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R 0C 0<<τ的情况。
V 0(s) = I 0(s)·[R 0∥(1/sc)]= I 0[1/(s+1/τ)]·[R 0(1/sc 0)/( R 0+(1/sc 0)) =( I 0/ c 0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R 0 c 0)]}∴当R 0 c 0<<τ时，τ－R 0 c 0≈τ∴1.5 如图，设，求输出电压V(t)。
1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η(FWHM)NE不是1.7 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。
115.6610A -==⨯=35.6610DI -=⨯=1.8 试计算常温下（设T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz ），并与1MHz 能量在20pF 电容上的输出幅值作比较。
52.8810V -===⨯∵212E CV =∴0.126V V ==1.9求单个矩形脉冲f （t ）通过低通滤波器，RC=T ，RC=5T ，及RC=T/5，时的波形及频谱。
1.10 电路中，若输入电压信号V i （t ）=δ（t ），求输出电压信号V 0（t ），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
t1.12 设一系统的噪声功率谱密度为2222()//i S a b c ωωω=++，当此噪声通过下图电路后，求A 点与B 点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
cst有源反射系数 -回复
cst有源反射系数-回复CST是一种有源反射系数，它在电磁波传输和反射中起着重要的作用。
在本文中，我们将对CST有源反射系数进行详细的解释和介绍。
首先，让我们了解一下什么是有源反射系数。
在电磁学中，有源反射系数是一种评估电磁波在传输线上反射的指标。
它描述了反射波与入射波之间的关系。
有源反射系数是一个复数，由幅度和相位两部分组成。
接下来，我们将重点介绍CST有源反射系数。
CST是一种广泛使用的电磁仿真软件，它可以用于模拟和分析各种电磁现象。
CST软件可以计算出传输线上的有源反射系数，并提供详细的结果和图表，帮助工程师和科研人员深入了解电磁波的传输和反射。
使用CST进行有源反射系数的计算通常需要以下几个步骤。
首先，我们需要准备一个电磁仿真模型。
这个模型可以是一个传输线或一个电磁波传输系统。
然后，我们需要设置合适的边界条件和初始条件，以确保仿真结果的准确性。
接下来，我们可以使用CST的仿真工具对模型进行求解，并获得有源反射系数的结果。
在仿真过程中，CST软件会进行电磁场的传播计算，并根据边界条件和初始条件计算出反射波。
然后，CST会将反射波与入射波进行比较，得到有源反射系数的幅度和相位。
这些结果通常以图表的形式呈现，方便用户进行分析和理解。
有了CST提供的有源反射系数的结果，我们可以更好地了解电磁波的传输和反射特性。
这对于设计和优化传输线、电磁波传输系统以及其他电磁设备都非常重要。
通过对有源反射系数的分析，我们可以确定引起反射的原因，并采取相应的措施来减少反射损耗或优化电磁波的传输性能。
除了有源反射系数，CST还可以计算其他一些电磁参数，如功率传输系数、传输线阻抗等。
这些参数对于电磁环境的分析和优化非常有用。
例如，在无线通信领域，CST有源反射系数可以帮助设计师评估天线的性能，并优化天线的辐射特性。
总结起来，CST是一种常用的电磁仿真软件，可以计算出传输线或电磁波传输系统上的有源反射系数。
通过CST提供的有源反射系数的结果，我们可以深入了解电磁波的传输和反射特性，并进行相应的设计和优化。
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34 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 设备1单独开机状态下，机柜内外电场@1GHz
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 设备1单独开机状态下，机柜内电场@1GHz
水平偶极子骚扰源
垂直偶极子骚扰源
18 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 仿真模型
19 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 等效偶极子代替设备1仿真
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辐射噪声源RE等效性原理
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目录
1、辐射噪声源等效性原理及仿真流程 2、设备单机的RE102等效骚扰源仿真 3、机柜（普通玻璃）RE102和EME仿真 4、机柜（屏蔽玻璃）RE102和EME仿真 5、总结
算例描述
• 机柜 RE102/EME仿真 1、空域格林函数法 属于解析方法，效率高，但无法考虑机柜具体的电磁边界条件，对于简单边 界问题，仿真结果尚可接受；对于复杂边界问题，结果误差将不可控。 2、噪声源等效性原理与方法 利用单机设备真实的RE102测试数据，还原出其真实的辐射源，再将辐射源放 入系统/子系统中，结合系统/ 子系统的真实电磁边界，仿真每一个单机设备 对外界RE或系统内EME的“贡献”，最终叠加获得系统/子系统实际工况下的 对外RE和系统内EME。由于该方法的骚扰源来源实测数据，因此可以很准确的 获得系统内部来源于各种有源电路的电磁骚扰频率与幅度信息，这些几乎无 法依靠纯理论得到。 本算例将采用噪声源等效性原理进行RE和EME仿真。
辐射噪声源RE等效性原理
（丛书18 算例25）
CST China Ltd. / 2014/7/17
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辐射噪声源RE等效性原理
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算例描述
• 军用或民用的系统/子系统级产品的RE/EME 1、特点：在机箱/机柜中，由多个单机设备及其互联线缆构成。 2、军用级通常采用屏蔽机箱，如舰船的配电舱室，飞机的电子舱，卫星的有 效载荷舱等；民用级以塑料机箱为主。 3、对于军用产品，单机设备均要做GJB151 RE102测试，系统/子系统整体RE 和 EME 均是来自于其内部的多个单机设备及其线缆。 4、充分利用单机设备真实的 RE102测试数据，还原出其真实的辐射源，再将 辐射源放入系统/子系统中，仿真获得系统/子系统实际工况下的RE/EME。
设备RE102等效骚扰源可外推获得：
V f dBV = E f dBuV/ m120dB- E0 f dBV/ m+ V0 f dBV
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辐射噪声源RE等效性原理
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辐射噪声源等效性原理及仿真流程
机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 透波玻璃模型创建
22 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 仿真模型 background 有损空气介质填充设置 介电常数 1.00587，损耗角正切 0.005
20 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 机柜缝隙模型创建 柜壁金属厚 2m，缝隙间隙 0.2mm，搭接螺钉4个，缝隙间无介质填充。
21 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 仿真步骤 1、依次仿真正交偶极子置于机柜内设备 1、设备2、设备3时，所产生的RE102和 EME，并将场强对激励电压做归一化。 2、分别叠加上设备1、设备2、设备3的RE102等效骚扰源仿真所获得的等效骚扰 源（电压），获得各个设备在机柜真实环境下的RE102和EME。 3、叠加设备1、设备2、设备3的RE102和EME，得到机柜整机RE102和EME。
设备RE102等效骚扰源仿真
• 仿真模型
10 辐射噪声源RE等效性原理
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设备RE102等效骚扰源仿真
• 求解设置
11 辐射噪声源RE等效性原理
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3、叠加设备1、设备2、设备3的RE102，得到机柜整机RE102。
该方法也适用于机柜内线缆感应骚扰电压/电流仿真。
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辐射噪声源RE等效性原理
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辐射噪声源等效性原理及仿真流程
• 仿真流程如下图所示 1、依据单机设备RE102实测数据，仿真得到其对应的等效骚扰源 2、依据单机设备RE102的等效骚扰源，仿真得到设备单独开机下整机RE/EME 3、叠加多个设备的单独开机时的RE/EME，获得整机实际工况下RE/EME
设备RE102等效骚扰源仿真
• 后处理得到设备2的 RE102等效骚扰源
水平偶极子骚扰源
垂直偶极子骚扰源
17 辐射噪声源RE等效性原理
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设备RE102等效骚扰源仿真
• 后处理得到设备3的 RE102等效骚扰源
设备RE102等效骚扰源仿真
• 设备 RE102实际测试数据（三个设备，水平极化和垂直极化，6组数据）
14 辐射噪声源RE等效性原理
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设备RE102等效骚扰源仿真
• 后处理得到设备的 RE102等效骚扰源
设备RE102等效骚扰源仿真
• 激励端口电压谱
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设备RE102等效骚扰源仿真
• 场强探头（1m处）仿真结果
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 时间与内存占用
25 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 仿真结果—激励端口电压谱
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辐射噪声源RE等效性原理
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算例描述
• 系统/子系统级产品仿真算例
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辐射噪声源RE等效性原理
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• 机柜整机RE102仿真 1、仿真正交偶极子（激励V0）分别置于机柜内设备1、设备2、设备3位置时，所 产生的RE102（E0）。 2、分别叠加上设备1、设备2、设备3的RE102等效骚扰源仿真所获得的等效骚扰 源（V），获得各个设备单独开机状态下机柜内RE102（E），外推公式如下：
E（dB） = V（dB） - V（ + E（ 0 dB） 0 dB）
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辐射噪声源RE等效性原理
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辐射噪声源等效性原理及仿真流程
• 设备RE102等效骚扰源仿真 设备的辐射电场来自于设备内部的如线缆束、印制板trace等，这些辐射体都 是典型的“线天线”，设备对外的辐射特性可采用二个相互正交的偶极子天 线近似等效。
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辐射噪声源RE等效性原理
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设备RE102等效骚扰源仿真
• 设备RE102测试实际配置
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 仿真结果—场强探头（1m 处）
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 仿真结果—内部线缆终端感应电压
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 数据后处理：依据设备1 RE102等效骚扰源，外推设备1置于机柜中且单独开 机状态下的机柜整机RE102。
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15 辐射噪声源RE等效性原理
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设备RE102等效骚扰源仿真
• 后处理得到设备1的 RE102等效骚扰源
水平偶极子骚扰源
垂直偶极子骚扰源
16 辐射噪声源RE等效性原理
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机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 设备1单独开机状态下，机柜内外电场@2GHz
33 辐射噪声源RE等效性原理
CST China Ltd | | info@，机柜内电场@2GHz
机柜（透波玻璃）RE102和EME仿真
• 设备1单独开机状态下，机柜整机RE102
30 辐射噪声源RE等效性原理
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