接收机射频热噪声分析

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目前主流接收机噪声测试方案分析

目前主流接收机噪声测试方案分析
1.KEYSIGHT/R&S/Anristru等微波测试仪器巨头目前普遍采用噪声头（雪崩源）
+噪声分析仪
优点
✓测试速度快
缺点:
✓工作在140GHz以下，无法在太赫兹频段使用
✓重复性差
✓设备成本高
2.英国卢瑟福实验室，荷兰宇航局也采用泡在液氮中的吸波材料作为冷源+常
温黑体组合进行Y因值测试
优点
✓温差大，可以用于测试灵敏度较高的低温接收机
缺点:
✓测试精确度不高，液氮反射系数较高会增加测试误差
✓系统结构复杂，测试效率低
3.法国VIVA公司也采用低温杜瓦做作为冷源+常温黑体组合进行Y因值测试
优点
✓温差大，可以用于测试灵敏度较高的低温接收机
缺点:
✓测试精确度不高，低温波导出现结露结霜的问题直接影响测试灵敏度
✓系统结构复杂，设备成本高
4.航天203所自研CNAS系列液氮低温黑体作为冷源+常温黑体组合进行Y因
值测试
优点
✓温差大，可以用于测试灵敏度较高的低温接收机
缺点:
✓测试精确度不高，低温波导出现结露结霜的问题直接影响测试灵敏度
✓黑体材料反射特性不稳定，无法在太赫兹宽频段工作。

目前仅工作到220GHz ✓系统结构复杂，设备成本高
5.CHARLMES、ESA、NIST 、电子科技大学、中电13所、ALMA目前均采用TK
热源+常温黑体组合方案进行噪声测试
优点
✓精度高可追溯，校准黑体+测试黑体
✓自动化测试
✓国内有成功案列
缺点:
✓温差不够大，测试分辨率有待提高
✓对低温接收机的噪声测试无能为力。

接收机射频热噪声分析

接收机射频热噪声分析摘要：本文首选介绍了电路噪声理论基础，通过建立了接收机射频通道的简化模型，推导了射频通道的噪声系数表达式，并分析了接收机射频通道的热噪声特性。

关键词：射频热噪音分析在电子系统中，噪声被用来描述附加在电信号上面的、任何不希望出现的扰动。

在无线电通信、雷达和导航系统中，信号传递过程的各个环节，都会附加各种各样的噪声。

这些噪声对通信、雷达和导航系统的性能起着制约作用。

实现低噪声设备的前提是发展电路噪声理论，设计低噪声电路及器件。

目前随着集成电路一类器件的发展及应用，对复杂电路的噪声分析计算以及设计，已经越来越具有重要性。

1接收机射频热噪声概述1.1热噪声含义在实际接收机系统中，由于自然或者人为的原因，存在各种起伏不定的随机的电压或者电流波动，这些波动叠加在有用信号上面会对系统的信息传递产生影响。

而这些随机的波动往往是人们不希望出现的，因此被称为噪声。

接收机输出的信号上面叠加的噪声一部分是在进入接收机前就已经具有的，称为外部噪声，另一部分是接收机内部产生的，称为内部噪声。

外部噪声是信号在传输介质中传播时引入的噪声，包括人为噪声、大气噪声和空间噪声等。

内部噪声是由接收机自身引入的，如电阻中的自由电子热运动引起的热噪声，晶体管中的载流子随机产生、复合和扩散引起的散弹噪声等，也称之为起伏噪声。

其中，热噪声是由于导体内部自由电子和振动粒子的热相互作用而产生的。

热相互作用导致电阻两端电子到达速度随机变化，因此电阻两端的电位差也随机变化，在某个值附近上下波动。

电子设备的电阻总会产生热噪声。

1.2热噪声特征1928年J.B.Johnson首先研究了热噪声，所以热噪声也被称为约翰逊噪声。

由于热噪声的频率可以覆盖全部频段，并且在整个频域的功率谱密度为一恒定值，因此也被称为白噪声。

一个阻值为R的电阻，在噪声频带宽度B内，产生的电压均方值是：一个实际电阻可以等效为一个理想电阻和一个电压源串联的形式，如图一（a）所示，其中R是无噪声的理想电阻，用戴维南定理可以将该电路变换为一个电阻和一个电流源并联的形式，如图一（b）所示。

接收机噪声系数测试方法

接收机噪声系数测试方法（实用版4篇）篇1 目录1.引言2.噪声系数的定义和重要性3.传统噪声系数测量方法的局限性4.多通道射频接收机测量噪声系数的方法5.结论篇1正文接收机噪声系数测试方法是一种用于评估射频接收机性能的重要技术手段。

噪声系数是描述接收机前端放大器噪声特性的参数，它直接影响到接收机的灵敏度和信噪比。

因此，对接收机噪声系数的精确测量具有重要的实际意义。

一、引言射频接收机广泛应用于通信、广播、导航等领域，其性能指标直接影响到整个系统的性能。

噪声系数是描述接收机前端放大器噪声特性的参数，它直接影响到接收机的灵敏度和信噪比。

因此，对接收机噪声系数的精确测量具有重要的实际意义。

二、噪声系数的定义和重要性噪声系数（Noise Figure，NF）是指接收机前端放大器在输入信号一定时，输出信号噪声功率与输入信号噪声功率之比。

噪声系数越小，表示接收机前端放大器的噪声性能越好，灵敏度和信噪比越高。

因此，噪声系数是评估接收机性能的重要参数之一。

三、传统噪声系数测量方法的局限性传统的噪声系数测量方法主要包括噪声源法、噪声桥法和反射法等。

这些方法在测量低噪声系数的接收机时存在一定的局限性，主要表现在以下几个方面：1.测量范围有限：传统方法的测量范围通常在 100 MHz 以下，对于高频噪声系数的测量能力较弱。

2.测量精度受限：传统方法的测量精度受到噪声源、测试环境和被测器件等因素的影响，难以实现高精度测量。

3.测量时间较长：传统方法的测量时间通常较长，不利于高效、快速地评估接收机性能。

四、多通道射频接收机测量噪声系数的方法针对传统噪声系数测量方法的局限性，研究人员提出了多种针对多通道射频接收机的噪声系数测量方法。

这些方法主要利用多通道切换、噪声注入和数字信号处理等技术来实现高精度、高效率的噪声系数测量。

1.多通道切换测量法：通过设计多个射频开关，实现不同通道之间的切换，从而在不同通道切换的过程中测量噪声系数。

射频实验报告结论

射频实验报告结论射频实验报告结论射频实验是现代通信领域中不可或缺的一环，通过对射频信号的调制、解调、传输和接收等过程的研究，可以更好地理解和应用无线通信技术。

在本次射频实验中，我们主要研究了射频信号的传输和接收过程，并通过实验数据的分析得出以下结论。

1. 调制技术对信号传输的影响在实验中，我们使用了不同的调制技术，包括调幅（AM）、调频（FM）和相位调制（PM）。

通过对比实验结果，我们发现不同的调制技术对信号传输的影响是不同的。

首先，调幅技术在传输过程中对信号的幅度进行调整，使得信号的能量集中在一定的频率范围内。

这种调制技术适用于音频信号的传输，但在传输距离较远时容易受到干扰的影响。

其次，调频技术通过改变信号的频率来传输信息。

相比于调幅技术，调频技术在传输过程中对信号的抗干扰能力更强，适用于长距离的无线通信。

但是，调频技术对带宽的要求较高，需要更宽的频率范围来传输相同的信息。

最后，相位调制技术通过改变信号的相位来传输信息。

相位调制技术对噪声的抑制能力较强，适用于高质量的音频和视频信号的传输。

然而，相位调制技术对传输距离和带宽的要求都较高。

综上所述，不同的调制技术在信号传输过程中具有各自的优缺点，需要根据具体的应用场景选择合适的调制技术。

2. 信号接收中的噪声问题在实验中，我们还研究了信号接收中的噪声问题。

噪声是指在信号传输和接收过程中引入的随机干扰信号，会对信号的质量和可靠性产生影响。

首先，我们观察到在接收信号时，存在着不同类型的噪声。

其中，热噪声是由于接收器自身的热运动引起的，是一种统计性的噪声，可以通过增加接收器的信噪比来减小其影响。

另外，还有其他类型的噪声，如亚稳噪声、亚稳噪声和外界干扰噪声等。

其次，我们发现信号接收中的噪声会对信号的解调和恢复造成困扰。

噪声会使得信号的幅度和相位发生变化，从而导致解调过程中的错误和失真。

为了减小噪声的影响，我们可以采取一系列的噪声抑制技术，如滤波、增益控制和误码纠正等。

无线通信接收机的热噪声功率电平底噪分析

无线通信接收机的热噪声功率电平底噪分析无线通信接收机的热噪声功率电平底噪分析任何一个无线通信接收机能否正常工作，不仅取决于所能获得的输入信号的大小，而且也与其内部噪声以及外部噪声和干扰的大小有关。

接收机内部噪声也称为热噪声，它是由电子运动所产生的，其定义是指当温度为290?K(17?C)时，由接收机通带(通常由接收机中频带宽所决定)所截获的热噪声功率电平。

这个热噪声功率电平也称为接收机的底噪，是计算接收机的噪声的基本参数。

No=KTB(W)接收机带宽绝对温度值290?K玻尔兹曼常量1.37×10如用dBW表示，可写为No(dBw)=-204dBW+10lgB或=-174dBm+10lgB对于G网，B=200KHz(53dB)，No=-121dBm通常决定无线接收机的灵敏度主要器件是输入射频放大器，因此，放大器的噪声系数也同样可用来衡量接收机灵敏度指标。

放大器噪声系数N=最大可能信噪比是把信号源内阻作为系统中唯一噪声源时输出端产生的信噪比，此时相当于负载开路状态;实测信噪比即将放大器的噪声与信号源内阻相加作为噪声源时输出端产生的信噪比。

所以N=式中:kTB-带宽为B(Hz)时的热噪声Ni-输入端噪声功率电平Na-放大器内部噪声功率电平g-放大器放大量以输入电动势表示的灵敏度(e)与N的关系可以表示为: e=式中:R为输入阻抗(50)N为接收机噪声系数B为噪声宽带(通常即接收机的中频带宽)C/N:为门限载噪比(通常与数据速率有关)在工程设计中，通常仅需知道接收机输入端(开路)的信号功率Pi(dBm)即Pi(dBm)===-174(dBm)+10lgB+N(dB)+C/N 对于G网，当B=200KHzN=4dBC/N=12dB时Pi(dBm)=-174+53+4+12 =-105dBm在扩频数字通信接收机中，链路的度量参数Eb/No(每比特能量与噪声功率谱密度的比值)与达到某预期接收机灵敏度所需的射频信号功率值的关系是从标准噪声系数F的定义中推导出来的。

雷达接收机的噪声系统及灵敏度

雷达接收机的噪声系统及灵敏度接收机是雷达系统中必不可少的的一部分，而接收机性能也关系到雷达的正作。

接收机根据其系统架构可以分成：超外差接收机、宽带中频接收机、零中频接收机、数字中频接收机等。

接收机在朝着高集成度、低功耗、射频前端的软件化、数字化发展。

雷达接收机的射频前端主要进行的是滤波、放大、频率转换等信号处理，而固有噪声存在于整个接收机前端系统，从而对接收的雷达信号产生影响，降低了输入射频信号的信噪比。

而噪声系数(NF)就是对这种影响的度量。

所有接收机的灵敏度都受到热噪声的限制，而在雷达中，主要是来自接收机的热噪声(而不是外部噪声源)。

噪声系数系统的噪声系数决定了最小可检测有用信号或者接收机的灵敏度。

噪声系数的线性描述-噪声因子，是一个无单位的量，它是接收机所有的输出噪声(包括输入信号引入的噪声和接收器本身产生的噪声)和仅有输入噪声产生的输出噪声之比。

式中，SNRin是接收机输入信噪比，SNRout是接收机输出信噪比。

级联系统的噪声系数可由如下公式表征。

假设在一系列放大器链路中，第一级放大器的增益是G1、噪声系数为F1，第二级放大器的的增益是G2、噪声系数为F2，第三级放大器的增益是G3、噪声系数为F3，以此类推，那么总的噪声系数F如下式所示：如果G1值很高，那么除了F1之外，其他项的贡献都可以忽略不计，这是一个良好设计系统追求的目标。

因此，系统噪声系数很大程度上取决于接收机链路的第一级。

在大多数现代雷达系统中，采用基于砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)的半导体低噪声放大器(LNA)。

这些部件彻底改变了雷达接收机的设计，使雷达接收机噪声系数轻松提高1dB，这比以前的系统好10倍左右。

当然，做任何事情都是需要代价的，避免失真也是至关重要的，因此低噪声放大器具有线性是至关重要的。

一个非常高的增益器件(大的G1)往往缺乏线性度，因此，在线性度和噪声系数之间进行权衡是接收机设计的一个重要方面。

在有源电子扫描阵列(AESA)雷达中，通常在阵列的每个发射/接收模块中包含一个低噪声放大器，这减少或消除了在后续接收机的输入端接入低噪声放大器的需求。

超高频RFID零中频接收机噪声分析

收稿日期：２００８－１０－０８ 56 | Techniques of Automation & Applications
图１耦合到接收电路的信号
图１是采用收发共用天线模式下的各条耦合通路的示意图，其中包括本振耦合到接收电路用于下变频的信号功率 P0 ，电子标签返回的有用信号 Pt ，发射信号经环形器泄露到接收机电路的功率 PZ ，天线口驻波不好反射回来的功率 Pr ，以及周围环境包括墙面和其他物反射回的功率 P1 、每条通路都与本振信号相 P2 ……。信号进行调制以后耦合进入阅读器接收电路。因此，除了标签反射通路以外，其他各条耦合通路可以建立如图２所示数学模型。其中用于混频的本振信号经过增益 G0 ，第ｉ条通路经过增益 Gi ，相关，可以看作是本振信号经过增益 Gi 、相位延迟 φi ，或者对本振
P tran 前向发射连续波电平， I 为收发天线隔离度， L ( f ) 为本振相
j [ ω L O t + θ LO ( t ) +ψ ( t )]
R e { A LO G i M LPF ∑
i =1 n
( t ) M i ( t )[1 + m k ( t )] e
}
位噪声单边带功率谱密度， S n 为混频器同频相噪抵消程度。假设反向接收的最高速率为６４０ｋｂｐｓ，工作情况下的ＦＭ０主瓣带宽为１．２８ＭＨｚ，主瓣中心频率为６４０ｋＨｚ，若泄露与本振相对时延为５０ｎｓ，则接收子载波信号相对载波中心频率偏移与抵消度关系为：
《自动化技术与应用》２００９年第２８卷第３期
通信与信息处理
Communication and Information Processing

接收机噪声系数测试方法

接收机噪声系数测试方法接收机噪声系数测试方法接收机噪声系数是评估接收机的性能指标之一，用于衡量接收机对于输入信号噪声的抑制能力。

现阐述几种常用的接收机噪声系数测试方法。

1. 差模法通过把差模信号与互模信号进行比较，来计算接收机的噪声系数。

差模法由于其测量方法简单易行，被广泛应用于接收机噪声系数的测试。

2. 自相关法自相关法是通过信号与其自身相互比较，从而计算出接收机的噪声系数。

这种方法对于噪声系数测量具有较高的精度和可靠性。

基于相关器的自相关法基于相关器的自相关法是将接收机信号与其输入信号进行相关操作，得到相关功率，进而计算出噪声系数。

基于功率谱的自相关法基于功率谱的自相关法是通过信号的功率谱密度来计算接收机的噪声系数。

这种方法相对简单，并且适用于单频信号和宽带信号。

3. 热噪声法热噪声法是通过测量接收机的输出噪声功率和输入信号功率之比，来计算接收机的噪声系数。

这种方法在实际应用中被广泛采用，尤其适用于高频接收机的噪声系数测试。

电压法电压法通过测量接收机输出的噪声电压和输入信号的噪声电压之比，来计算接收机的噪声系数。

带宽法带宽法通过测量接收机输出的噪声功率和输入信号的功率之比以及输入信号的带宽，来计算接收机的噪声系数。

4. 效果评估方法除了上述的测试方法外，还可以通过评估接收机的性能指标来间接评估接收机的噪声系数。

例如，接收机的灵敏度、选择性、抗干扰能力等指标都与噪声系数有一定的相关性。

以上是几种常用的接收机噪声系数测试方法，不同的方法适用于不同的场合和需求。

在进行测试时，需要根据具体情况选择合适的方法，并结合其他评估指标来全面评估接收机的性能表现。

5. 精确度评估方法在进行接收机噪声系数测试时，除了选择合适的测试方法外，还需要考虑测试的精确度。

以下是几种常用的精确度评估方法：相对精确度评估法相对精确度评估法是通过比较测试结果与参考值之间的差异，来评估测试的精确度。

可以使用统计方法来计算与参考值之间的误差，例如均方根误差、绝对相对误差等。

接收机噪声系数测试方法

接收机噪声系数测试方法接收机的噪声系数是衡量其信号接收能力的重要指标之一、噪声系数表示接收机输入信号与输出信号之间的信噪比损失。

噪声系数越小，接收机的信噪比损失越小，其性能越好。

为了保证接收机的正常工作，需要定期对其噪声系数进行测试。

接收机的噪声系数测试可通过外参考源法或内参考源法来进行。

一、外参考源法：使用外部噪声源作为参考源来测试接收机的噪声系数。

一般情况下，可以使用陶瓷电阻、热电偶和大气热噪声等作为外参考源。

1.陶瓷电阻法：陶瓷电阻法是一种常用的测试方法，其原理是使用陶瓷电阻作为产生噪声的源，通过测量输出信号的功率和输入信号的功率来计算噪声系数。

测试步骤如下：1）将陶瓷电阻与接收机的输入端相连接；2）打开接收机，通过调节陶瓷电阻的阻值，使得接收机输出的信号功率达到最大；3）测量陶瓷电阻的阻值、接收机输出信号的功率和输入信号的功率；4）根据功率的大小计算噪声系数。

2.热电偶法：热电偶法是利用热电偶作为外参考源，通过测量输出信号的功率和热电偶的温度来计算噪声系数。

测试步骤如下：1）将热电偶与接收机的输入端相连接；2）打开接收机，通过调节热电偶的温度，使得接收机输出的信号功率达到最大；3）测量热电偶的温度、接收机输出信号的功率和输入信号的功率；4）根据功率和温度的大小计算噪声系数。

3.大气热噪声法：大气热噪声法是利用地球大气的热噪声作为外参考源，通过测量输出信号的功率和大气热噪声的温度来计算噪声系数。

测试步骤如下：1）将天线与接收机的输入端相连接；2）选取一个没有无线电源干扰的地点进行测量；3）打开接收机，测量接收机输出信号的功率和大气热噪声的温度；4）根据功率和温度的大小计算噪声系数。

使用外参考源法进行噪声系数测试的优点是测试结果准确，可靠性高。

但同时需要提前准备好相应的外参考源。

二、内参考源法：使用接收机自身内部的参考源来进行噪声系数测试，常用的内参考源包括内部噪声源、参考输入端口和本地参考振荡器等。

3GPP规范到相关射频接收指标分析

３ＧＰＰ规范到相关射频接收指标分析
陈泽萍
（中兴通讯上海第二研究所
２００２３３）
捅要：３ＧＷＣＤＭＡ商用设备的国产化研制已经进入尾声。３ＧＰＰＴＳ２５．１０４规范《ＢＳＲａｄｉｏ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＲｅｃｅｐｔｉｏｎ（ＦＤＤ）》也应市场需求和研制工作的进行，进行了必要若干版本修订，因３ＧＰＰ规范中涉及的指标与我们平时工作中涉及的收信机的射频指标存在差异，本文根据该规范最新版本的内容，尽可能详细分析ＷＣＤＭＡ移动设备ＲＦ接收机的相关射频指标，提供给从事３ＧＷＣＤＭＡ开发的射频工程师参考。
ＮＦ＝ＮＦｌ－Ｉ－（ＮＦ２－１），Ｇｌ＋（ＮＦ３一Ｉ）／ＧｌＧ２＋…
由于接收机外接净增益很高的低噪声放大器路影响小，取其设计增益≥３叫Ｂ，这样Ｇ、＝１０００由前级ＬＮＡ的噪声系数ＮＦ。决定。
为保证后级接收机的噪声对整个接收链故ＬＮＡ＋接收机部分的噪声系数基本上
这样，我们就得到ＬＮＡ的设计要求，噪声系数ＮＦ≤２ｄＢ，增益Ｇ＝３０ｄＢ。现在的设
析，推出可接受的总的等效噪声功率为．９７ｄＢｍ。
对总的噪声功率来作一假设：
１）热噪声功率占５０％（一９７ｄＢｍ．３ｄＢ＝．１０３ｄＢｍ）；
２）邻道干扰占２５％（．９７ｄＢｍ．６ｄＢ＝．１０３ｄＢｍ）；
３）本振倒易混频占２５％（一９７ｄＢｍ－６ｄＢ＝．１０３ｄＢｍ）
因此得出邻道选择性指标中频滤波器在邻道的抑制度为：
ＭｉｎｉｍｕｍＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒＤｕａｌ－Ｍｏｄｅ
ＷｉｄｅｂａｎｄＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＣｅｌｌｕｌａｒＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎｓ．
４．ＨａｒｄＨｏｌｍａ、ＡｎｕｉＴｏｓｋａｌａ，（ＷＣＤＭＡｆｏｒＵＭＴＳ，｝５．ＴｅｍＯｊａｎｐｅｒａ、ＲａｍｊｅｅＰｒａｓａｄｅｔｃ，（ＷｉｄａｂｏｍｄＣＤＭＡ／ｏｒ７ｈｆ，ｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ》

接收机热噪声参考资料

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。

电子工程射频电路设计中的噪声分析与抑制

电子工程射频电路设计中的噪声分析与抑制随着无线通信技术的快速发展，射频电路在电子工程中扮演着至关重要的角色。

然而，射频电路设计过程中常常伴随着噪声产生与传播的问题。

噪声不仅会降低电路性能，还可能对系统的整体工作造成负面影响。

因此，噪声分析与抑制成为了电子工程射频电路设计中的重要环节。

1. 噪声分析在电子工程中，噪声是指由于随机电荷运动和电路元件的内部热效应而产生的不期望的信号。

对射频电路中的噪声进行准确的分析是设计高性能系统的关键步骤之一。

首先，需要确定噪声的来源。

常见的噪声源包括热噪声、失真噪声、间歇噪声以及混叠噪声等。

热噪声是由于电路中电阻元件的热运动而产生的，其功率谱密度与电阻值和温度有关。

失真噪声则是由于非线性元件引起的频率扭曲和幅度失真。

间歇噪声是由于系统中的间歇性干扰所引起。

混叠噪声是由于射频信号与系统的本地振荡器信号之间的相互作用造成的。

其次，需要进行噪声的计算与分析。

对于复杂的射频电路，可以采用频域分析方法，如噪声系数与降噪系数的计算。

此外，还可以利用各种测试仪器和工具进行噪声的测量和分析，如频谱分析仪、噪声指数仪等。

2. 噪声抑制针对射频电路中存在的噪声问题，工程师们开发了各种噪声抑制技术，以提高电路的性能和可靠性。

首先，可以通过优化电路的布局和设计来降低噪声的产生。

合理的布线和分离不同功能模块的电源线能够减少噪声的传输。

在电路设计中，选择低噪声、高线性度的元件也是一种有效的抑制噪声的方法。

其次，可以利用滤波器来抑制噪声的传播。

滤波器能够选择性地通过或阻断特定频率的信号，从而减少噪声的影响。

常用的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

另外，采用反馈控制技术也是一种有效的噪声抑制方法。

反馈控制可以根据输入和输出信号之间的差异来动态调整系统参数，从而减小噪声的干扰。

除了以上方法，还可以使用抗噪声技术，如主动噪声抑制、自适应信号处理等。

这些技术能够通过发射抗噪声信号或根据输入信号实时调整系统响应来抑制噪声。

简单射频电路的噪声系数分析

简单射频电路的噪声系数分析周硕耘引言：在电路设计中，无论是低频模拟电路，还是射频电路中，最终如何得到高质量的接受信号，即得到最大化的SNR，是所有工程师所关心的问题，那么在解决噪声干扰之前，对噪声的量化分析就成为了一个很重要的先行步骤，在模拟电路中，常用信噪比（SNR）来描述，在RF电路中则引入另一个参量噪声系数（NF）进行量化和分析，本文即对噪声系数的概念进行介绍并举例CMOS混频器对噪声系数的计算进行说明关键词：噪声系数CMOS混频器噪声系数的定义在RF电路的噪声分析中，最常用的噪声系数的定义式如下：NF=SNR in/SNR out,当然，也有取对数，dB作为单位的，但他们本身就是一一映射的关系，本质上并没有区别，唯一的好处是，可以简化计算，但是原则上不加区分。

射频电路的噪声系数分析在分析射频电路的噪声系数之前，首先需要定义几种常见噪声的数学模型：电阻热噪声：S v（f）=4KTR=V n2，I n2=4kT/R ；其中V n，I n是等效的均方噪声电压和电流，Sv 是噪声的功率谱密度（PSD），即，对于单纯的电阻，含热噪声的电路可等效如下图的无噪声电路：，并且满足电阻的串并联规则。

另外对于有源器件还存在：散粒噪声：In2=2qI闪烁噪声：Vn 2=K/WLCoxf考虑耦合沟道热噪声和散粒噪声的条件下推导简单单平衡有源CMOS混频器的噪声系数，电路如下：晶体管的噪声模型指出：工作在饱和区的MOSFET的电压相关的互相耦合的沟道热噪声和散粒噪声的PSD为In 2=2rqVdsgm（1+e-qvds/kT）/(1-e-qvds/kT),V ds 为漏源电压，r为偏置函数，gm为小信号跨导，噪声模型如下图：该模型为热噪声和散粒噪声的统一模型。

对于该系统的总噪声来说，可以分成各部分加性噪声的共同作用。

对于开关的引入的噪声：将Vds1，Vds2，gm1,gm2代入统一模型,可推导出开关噪声的PSD Sn1=In12（1/(1+gm1/gm2）)+In22(1/(1+gm2/gm1)),考虑Id3=Id1+Id2，IO1=Id1-Id2可得到输出分量是引入噪声分量幅度的2倍对于跨导级引入噪声：考虑M3管产生的噪声，其中有多晶栅电阻Rg3和射频输入端源阻抗Rs的热噪声，以及互相耦合沟道的热噪声与散粒噪声统一模型，得到公式：对于负载噪声：S nL =4kT/R L ，RL 为负载噪声等效电阻混频器本振端口引入噪声：S nLO =4kT （R LO +2R g1）G 2，RLO 为本振输出的噪声底线等效电阻，R g1为M1管的多晶栅电阻综合所有的加性噪声，可得输出噪声公式： I add 2=S nL +S nLO +S n3+S n1+S n2,即所以该系统的噪声系数即为NF=(I 2add /(C 2g m 2))/4kTR s 考虑混频器的频谱搬移，对于超外差接收机，也将镜像频带内的噪声搬移到了中频，相对于零中频接收机，其噪声系数是双边频谱系数的两倍，所以零中频的NF=(I 2add /(C 2g m 2))/8kTR s 总结：在计算混频器的噪声系数的过程当中，计及输出噪声，需要考虑到众多加性噪声的共同作用和影响，用到的噪声模型较多，随着系统复杂性的增加以及精确度的要求，计算难度将随之增大，至于更为复杂的级联级噪声系数的计算，文献也有介绍，但是这里就不作讨论了。

接收机的噪声系数与等效噪声温度

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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

测量接收机噪声的方法是

测量接收机噪声的方法是测量接收机噪声的方法是通过使用不同的技术和仪器来检测和评估接收机的噪声水平。

接收机的噪声水平是指在没有输入信号的情况下由接收机本身产生的杂散噪声电压。

这个噪声会对接收机的性能和灵敏度产生显著影响。

测量接收机噪声的方法主要包括以下几个方面：1. 热噪声测量法：热噪声是由接收机内部电阻引起的，其大小与电阻的温度和带宽有关。

测量热噪声需要使用热电偶或热噪声仪器，将其连接到接收机的输入端口。

通过测量热噪声电压或功率，可以确定接收机的噪声系数和噪声温度。

2. 恒温测量法：恒温测量法是通过控制接收机的电路温度，将其保持在恒定的温度环境下。

这样可以消除温度变化引起的噪声干扰，使得测量结果更加准确。

3. 噪声功率谱分析法：噪声功率谱分析法是通过使用功率谱仪或频谱分析仪测量接收机的噪声功率谱密度。

这个方法可以帮助确定接收机的噪声分布情况，在频域上对噪声进行分析，了解噪声的频率分布。

4. 自相关测量法：自相关测量法是通过对接收机输出的噪声信号进行自相关分析来估计噪声的统计特性。

这个方法可以得到噪声序列之间的相关性和自相关函数，从而进行噪声的特性分析。

5. 噪声指数测量法：噪声指数是用于表征接收机噪声性能的重要参数之一。

测量噪声指数可以通过使用专用的噪声源和测量仪器来进行，如使用噪声源与接收机进行连接并测量输出信号与噪声源之间的比例关系。

6. 特定频率测量法：这个方法是针对特定频率范围内的噪声进行测量。

通过使用频谱仪或频率分析仪测量接收机的输出信号在特定频率点上的噪声功率，可以得到接收机在该频率范围内的噪声性能。

在进行接收机噪声测量时，还需要注意以下几点：1. 确保测量环境的噪声水平较低，以免噪声干扰对测量结果产生影响。

2. 使用合适的测量设备和仪器，确保其能够满足测量需求。

3. 重复多次测量，进行数据的统计分析，以得到更加准确和可靠的测量结果。

4. 进行噪声源的校准，以提高测量的准确性和可重复性。

有关RF接收器噪声的一些讨论

有关RF接收器噪声的一些讨论系统设计人员一直都在为复杂的系统设计寻求简单的解决方案。

我们不妨看看国防、航天和 5G 无线基础设施领域的 RF 前端接收器解决方案。

本博客文章是一个实用指南，有助于降低设计复杂性，同时满足 5G 基础设施、国防和航天应用的严格噪声系数要求。

接收器噪声系数概述许多 RF 前端 (RFFE) 系统都是独一无二的，但接收器在许多方面都比较相似。

一般来说，RF 灵敏度是所有无线电接收器的关键规格参数。

RF 接收器能够接收所需无线电信号，同时忽略不必要的信号，因此能够在其应用中更高效地运行。

测量接收器 RF 灵敏度有以下几种方法：•噪声系数(NF) –系统的 NF 是噪声因数的对数形式。

它规定了接收器、系统各个组件以及整个系统的噪声性能。

•信噪比 (SNR) - 这是给定信号功率水平与系统内部噪声之间的比率。

•误码率 (BER) –这是一种数字系统中采用的衡量方式。

当信号电平下降或链路质量下降时，传输中的错误数或误码增加。

测量BER 可反映 SNR，但其格式通常对数字域更有用。

•误差矢量幅度 (EVM) – EVM 是一种用来量化数字无线电发射器和接收器性能的指标。

由理想发射器发送或接收器接收的信号将会使所有 EVM 星座点精确地位于理想位置。

然而，噪声、失真、相位噪声等缺陷会导致实际星座点偏离理想位置。

理想情况下，发射器应生成尽可能靠近这些点的数字数据。

EVM 用于衡量实际接收的数据元素与理想位置之间的距离。

此外，放大器的线性度越高，EVM 就越好。

功率放大器 (PA) 和低噪声放大器 (LNA) 技术通常在放大接收器内的信号方面没有什么问题。

相反，限制因素往往在于限噪方面，因为噪音会掩盖所需信号。

对于无线通信、雷达、仪器仪表、卫星等应用，两个关键的性能考虑因素是接收器灵敏度和 SNR。

就接收器噪声而言，这是第一级或 LNA 以及随后会出现的任何损耗，这对于确定整个无线电接收器的整体性能至关重要。

电子工程射频电路设计中的噪声分析与抑制

电子工程射频电路设计中的噪声分析与抑制在电子工程中，射频电路设计是一项重要而复杂的任务。

在设计过程中，噪声一直是一个令人头痛的问题。

噪声会对电路性能产生负面影响，并严重影响系统的工作效果。

因此，对于噪声的分析与抑制显得尤为重要。

本文将介绍电子工程射频电路设计中的噪声分析与抑制方法。

1. 噪声的基本概念噪声是指信号与非信号之间的不同之处，是一种随机的干扰信号。

在电子工程中，噪声可以来源于各种因素，如器件本身的热噪声、信号传输过程中的互调失真噪声以及设备的操作环境等。

噪声可以对信号的质量产生明显影响，因此噪声的分析与抑制成为射频电路设计的关键步骤。

2. 噪声分析方法（1）等效热噪声分析：根据等效噪声电阻与等效噪声电容的影响，计算电路在特定输入输出端口的热噪声。

（2）噪声系数分析：通过计算电路中的噪声系数，评估整个系统中噪声的质量。

（3）噪声温度分析：通过引入噪声温度的概念，分析系统中噪声对温度的影响，以确定电路的噪声性能。

3. 噪声抑制方法（1）优化器件选择：选择低噪声系数、低互调失真的器件，以提高整个系统的性能。

（2）降低传输线损耗：通过采用低损耗的传输线材料，减少传输线路中的信号损耗，降低噪声引入的可能性。

（3）降低热噪声：通过使用本身热噪声较小的组件，减少噪声电阻的贡献，从而降低系统总体的噪声。

（4）增加抗噪声电路的设计：通过增加抗噪声电路设计，如差分输入电路和抗噪声滤波器等，来抑制噪声。

4. 噪声分析与抑制案例以无线通信系统为例，通过对射频前端电路的噪声分析与抑制方法，可以改善系统性能。

首先，通过选用低噪声系数的射频前置放大器，降低系统的整体噪声。

其次，使用高品质的滤波器来抑制不同频率下的干扰信号。

最后，优化天线设计，提高信号接收的灵敏度。

5. 结论在电子工程射频电路设计中，噪声分析与抑制是提高系统性能的重要步骤。

通过合理的噪声分析方法，了解噪声的来源与性质，可以选择适当的噪声抑制方法。

合理选择器件、降低传输线损耗、优化抗噪声电路设计以及增加滤波器等手段，都可以有效抑制噪声，提高系统的工作性能。

基站射频收发信机指标分解和分析

1.接收机接收机主要射频指标包括Reference Sensitivity Level，Adjacent Channel Selectivity（ACS），Blocking（In-Band和Out-of-Band），接收机互调。

其中带内blocking指标和ACS分析类似。

1.1Reference Sensitivity Level接收机的最小可接收电平（接收机灵敏度）= -174dBm/Hz + 10logBW + NF + Eb/N01.Eb/No由基带解调能力决定，与射频前端无关；2.BW由无线系统协议标准定义；3.-174dBm/Hz及总的热噪声；因此针对某一无线系统设计，灵敏度指标的分解即根据协议灵敏度指标要求来设计接收机的噪声系数（Noise Figure）要求，以保证满足灵敏度指标允许的最大输入噪声（总噪声，包括输入热燥和引入的系统噪声）上图说明如下：Step1：系统要求灵敏度指标为-121dBm/3.84MHz；Step2：Eb/No = 5dB ——不考虑编码增益允许的总输入噪声=-121dBm – 5dB = -126dBm Step3：12.2Kbps数据速率到3.84Mcps码片速率的扩频增益为25dB，考虑扩频增益后总的输入噪声要求为-101dBm；Step4：3.84MHz带内总的热噪声= -174dBm + 10log3.86MHz/1Hz = -108.1dBm所以为满足灵敏度指标要求，系统接收机连续噪声系数需要≤（-101+108.1）=7.1dB接收机的其他指标都是基于灵敏度指标满足设计要求为前提。

Note：Noise FigureSNR = Ps/PiF = SNRin/SNRout (1~正无穷)——Noise Factor噪声因子NF(dB) = 10logF （0~正无穷）——Noise Figure噪声系数，Noise Factor的dB形式；1.2Adjacent Channel Selectivity(ACS)ACS和带内阻塞指标分析类似，考量的是接收频带内存在大的干扰信号时接收机的接收能力。