О дистанционных измерениях коэффициента шума.
Немного необычный способ, но, во всяком случае, оценку NF он позволяет сделать. Делаются взаимные измерения отношения сигнал/шум у станций в двух точках. Антенны в прямой видимости, смотрят друг на друга, станции по очереди передают несущие, и измеряют в режиме приема S/N, фиксируют полосу, в которой проводились измерения. Для расчета должны быть известны мощность излучения обеих, усиление антенн, коэффициент шума NF одной из них. А у другой NF можно вычислить по формуле:
NF[ua3avr, dB] = NF[rw3bp, dB] + P[rw3bp, dBm] – P[ua3avr, dBm] + Gant[rw3bp, dBi] – Gant[ua3avr, dBi] + S/N[rw3bp, dB] – S/N[ua3avr, dB] + 10*Log10(BW[rw3bp, kHz]) - 10*Log10(BW[ua3avr, kHz])
Станции условно обозначены "rw3bp" и "ua3avr". Формула такая получается, если расписать для каждой из станций отношения сигнал/шум в dB как уравнения, а потом вычесть их друг из друга. При вычитании уйдут общие, входящие в них величины, такие, как затухание на трассе между станциями. Останутся только индивидуальные, характерные для каждой из станций.
Для измерений, что мы проделали с Сергеем Георгиевичем RW3BP на 76 GHz, были следующие цифры для этой формулы.
Мощности:
P[rw3bp, dBm] = 80 mW (19.03 dBm) ± 2 dB;
P[ua3avr, dBm] = 0.6 mW (-2.22 dBm) ± 3 dB;
Усиление антенн:
Gant[rw3bp, dBi] = 63 dBi ± 2 dB;
Gant[ua3avr, dBi] = 45 dBi ± 2 dB;
Коэффициент шума:
NF[rw3bp, dB] = 6.5 dB ± 1.5 dB;
Измеренные S/N:
S/N[rw3bp, dB] = 62 dB ± 3 dB в полосе BW[rw3bp, kHz] = 1 kHz;
S/N[ua3avr, dB] = 51 dB ± 4 dB в полосе BW[ua3avr, kHz] = 2000 kHz;
Цифра NF у меня получается такая NF[ua3avr, dB] = 23.74 dB.
Коэффициенты шума и мощности, строго говоря, отнесены к раскрыву облучателя, а если еще строже, то вообще к апертуре антенны, уже с учетом ее зеркала-тарелки. NF характеризует шум приемной системы целиком. Где-то за скобками осталась разница в том шуме, что подсасывают антенны помимо полезного сигнала, но тоже будем считать их равными, в крайнем случае, можно добавить порядка ~ 1 dB в неопределенность измерений.
Подсчет неопределенности (статистический) дает NF[ua3avr, dB] = 23.7 dB ± 7.0 dB. Это для приемной системы в целом. Чтобы получить оценку NF отдельно смесителя надо вычесть из этой потери на участке от апертуры антенны до ее волноводного входа. Для потерь в волноводе есть оценка 10 dB/m, но это для квадратного волновода с тем же периметром. Для моего случая это около 2 dB, и цифру возьмем с неопределенностью ± 1 dB. Какие-то еще потери тут оценить сложнее, полагаю, что по сравнению с 2 dB они не столь существенны. Еще как-то надо оценить рассогласование смесителя с антенной, оно повлияет на итоговую неопределенность. Тут у меня данных нет, берем КСВ с двух сторон 2.5 и 3, как предположительно худший возможный случай, получаем ± 2.1 dB. Дальше копать вряд ли имеет смысл, и со всеми добавками и вычетами получаем для смесителя NF[ua3avr, dB] = 21.7 dB ± 7.6 dB.
(продолжение следует)
