分贝、信噪比、驻波比等几个指标的定义及意义（下）

2023-06-14 10:20:53 737

三、噪声系数

为了衡量某一线性电路(如放大器)或某一系统(如接收机)的噪声特性，通常需要引入一个衡量电路或系统内部噪声大小的量度。有了这种量度就可以辨别不同电路噪声性能的好坏，也可以据此进行测量。广泛使用的一个噪声量度称作噪声系数N_F (Noise Figure)。

由于放大器本身有噪声，输出端的信噪比和输入端的信噪比是不一样的。通常，输出端的信噪比小于输入端的信噪比，因此N_F定义为”输入端信噪比(没有化为分贝)与输出端信噪比(没有化为分贝)的比较值”，再取对数，单位为“dB”。

N_F=10 lg(输入端信噪比/输出端信噪比）

噪声系数的理想值是0dB，实际是做不到的。

例子：放大链路的前端，由于信号非常微弱，对放大器自身的噪声系数有较高的要求，因此前端要求使用低噪声放大器（LNA - Low Noise Amplifier)。放大器产品的N_F做得很好！

四、驻波比

驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR（Voltage Standing Wave Ratio）。

驻波比计算式定义为：SWR = (1+K) / (1-K)

其中k为反射系数。 k取值范围为：0< k <1

驻波比就是一个数值(没有单位)，用来表示天线和电波发射台是否匹配。

SWR的理想值等于1，即发射传输给天线的电波没有任何反射(k=0)，全部高频能量辐射出去。如果SWR值大于1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射输出口也可能产生相当高的电压，有可能损坏发射台。

驻波比为无穷大时(k=1)，表示全反射，能量完全没有辐射出去。

五、放大器的1dB压缩点

1dB压缩点（1dB Compression Point）（P1dB）

放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。随着输入功率的继续增加，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加(快到天花板了)，也就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用OP1dB表示（对输入也有1dB压缩点的问题，符号为IP1dB)。典型情况下，当功率超过P1dB时，增益(放大倍数)将迅速下降，并达到一个最大的或完全饱和的输出功率(天花板)，其值比P1dB大3-4dB。

1dB压缩点(P1dB)是“衡量放大器输出功率能力”的一个指标。

【假设放大器的增益=18dB，P1dB=22dBm，输入信号= -10dBm，则输出=8dBm，离P1dB

”很远“，故该放大器完全工作于其线性区域。P1dB是放大器固有指标，不是实际信号输出值】

三阶截点（IP3 --- 3rd order intercept point）是表示线性度或失真性能的参数。IP3越高表示线性度越好和更少的失真。也分输出三阶截点(OIP3)和输入三阶截点(IIP3)。

六、S参数

S参数，也就是散射参数。

S12为反向传输系数，也就是隔离；

S21为正向传输系数，也就是增益；

S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗；

S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。

在矢量网络分析仪的术语中，一般用参考通道(R)表示入射波的测量结果。A通道负责测量反射波，B通道负责测量传输波（下图）

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