Кабель и малошумящий усилитель: одинаковое усиление, разный шум приёма
В проекте наземной радиосвязи аэропорта два предложения могут иметь одинаковое суммарное усиление. Однако строка «плюс 17 дБ» ещё не объясняет, насколько ухудшится отношение сигнал/шум. Чтобы сравнить варианты, полезно отдельно составить баланс мощности и расчёт шума. Рассмотрим условную цепь до входа приёмника, без привязки к продаваемой модели.
Исходные условия
Примем потери кабеля 3 дБ, усиление малошумящего усилителя 20 дБ и его коэффициент шума NF 1 дБ. Сравним порядок «кабель — усилитель» с порядком «усилитель — кабель». Все параметры относятся к одной рассматриваемой частоте; каскады согласованы и работают линейно. Пассивный кабель находится при стандартной опорной температуре 290 К. Это допущения учебного расчёта, а не результаты обследования площадки.
В обоих вариантах суммарное усиление равно 20 − 3 = 17 дБ. Но коэффициенты шума нельзя складывать тем же способом во всех случаях.
Два результата
Для двух каскадов используется зависимость F = F₁ + (F₂ − 1)/G₁. Здесь F — линейный фактор шума, G — линейное усиление мощности первого каскада. Значения из децибел предварительно переводят: F = 10^(NF/10), G = 10^(усиление/10).
У кабеля в принятых условиях фактор шума равен линейным потерям: приблизительно 1,995, а усиление — обратной величине, приблизительно 0,501. У усилителя фактор шума приблизительно 1,259, усиление равно 100.
Если первым стоит кабель, общий NF получается 4 дБ. Если первым стоит усилитель, общий NF составляет приблизительно 1,03 дБ. Одинаковое усиление двух цепей сопровождается разным ухудшением отношения сигнал/шум. Усиление после потерь не отменяет уже возникшего шумового ухудшения.
Что записать в запросе на проект
Такой результат помогает потребовать от исполнителя расчёт всей приёмной цепи с указанием порядка элементов. В исходных данных нужны частота, потери фидера, параметры усилителя и входа приёмника. Собственный шум приёмника в приведённые два результата не включён: для оценки системы его добавляют следующим каскадом.
Перенос усилителя к антенне не следует автоматически из одного числа NF. Отдельно оцениваются сильные посторонние сигналы, допустимые уровни, линейность, питание и условия размещения. Расчёт не обещает дальность связи и не заменяет согласованный проект. Его практический результат — проверяемое сравнение двух предложений, в котором уровень сигнала и шумовая характеристика показаны раздельно.
