包含无源器件的级联系统的载噪比计算问题

dondong

最近在做一些GPS射频前端电路的研究，但在计算射频电路输出的载噪比发现一个矛盾的地方，我以一个例子说明：
假如是一个二级级联系统，第一级是一个低噪声放大器，它的增益G1是26dB，热噪声温度T1为100K，第二级是损耗为4dB的电缆，输入信号Si为-160dBW的信号，环境温度Ti为290K，波尔曼系数K为1.38*10-23，求第二级输出的载噪比？
有两种计算方式：
第一种：
计算出整个系统的噪声系数，然后用输入信号载噪比除以整个系统的噪声系数就是第二级输出的载噪比，按照这种方式计算第二级输出的载噪比过程是：
第一级输入信号的载噪比为：Si/(K*Ti)= 43.977229dBHZ
第一级的噪声系数F1为1+(K*T1)/(G1*K*Ti )= 1.000866= 0.00376dB
第二级的噪声系数F2为4dB(无源器件的噪声系数就是它的通道损耗)

总的噪声系数
F=F1+(F2-1)/G1 =1.004664=0.0202071
所以第二级输出的载噪比为：43.977229-0.0202071=43.95702 dBHZ

第二种：
一级一级的计算，最终求出最后输出的载噪比：按照这种方式计算第二级输出的载噪比过程是：
第一级输入信号的载噪比为：Si/(K*Ti)= 43.977229dBHZ
第一级的噪声系数F1为1+(K*T1)/(G1*K*Ti )= 1.000866= 0.00376dB
第一级输出的载噪比为43.977229-0.00376=43.97347 dBHZ
第二级的噪声系数F2为4dB(无源器件的噪声系数就是它的通道损耗)
第二级输出的载噪比为：43.97347-4=39.97347 dBHZ

这两个方法计算出来的结果明显不一样，问题是：第一种计算方式和第二种计算方式到底哪种方式是正确，从我查阅一些资料来看，基本上计算级联系统噪声系统和最终系统输出的载噪比按照第一种方式算得，这样算得结论也符合当G1很大时，整个级联系统的总的噪声系数基本上由第一级模块的噪声系数决定这个结论，但第二种方式也是按照最基本概念算出来的，为什么结果会不一样？我很不能理解，麻烦哪位帮忙解惑一下。[/COLOR]

附件是噪声系数基本概念和一些就算公式。
【文件名】:10616@52RD_噪声系数概念和一些计算公式.doc
【格　式】:doc
【大　小】:257K
【简　介】:
【目　录】:

cs_0104

严格来讲两种方法都不正确，由噪声系数的级联公式：F=F1+(F2-1)/G1+(F3-1)/G1G2+…+(Fn-1)/G1G2…Gn-1可以知道当前级增益足够高的时候系统噪声系数由前级决定，但是噪声级联公式推到的前提是热噪声温度是一样的，楼主的例子中两级系统热噪声温度不一样，使用级联公式是不正确的。如果两级热噪声温度是一致的话按照级联公式的算法是正确的。可以按照下面定性理解下：噪声系数定义是：NF=（Si/Ni）/（So/No）=（Si/Ni）/[GSi/(GNi+Nt)]= GNi+Nt/GNi，No=GNi+Nt，其中Nt是系统或者器件内部产生的噪声，无源器件的噪声系数是其插损的前提是此时噪声底为白噪声不能被衰减，而信号高于噪声底可以被衰减，造成了信噪比恶化，而恶化程度是其插损；但是当无源器件放置在有源放大器后面，此时白噪声已经被放大，可以被衰减，当信号和噪声同时被衰减的时候，信噪比就恶化的很少了，楼主直接按照恶化4dB计算肯定就不对了。楼主可以这样计算：分别两级系统级联后信号强度和输出噪声强度，再计算信噪比，肯定就没错了。