微波接收机系统的主要性能指标分析摘要：微波接收机性能的好坏对微波通信信号的接收和处理起到关键的作用。文章在微波接收机系统结构的基础上，分析了噪声系数、灵敏度等接收机系统中常见的主要性能指标。关键词：接收机；性能指标；微波中途分类号：TG113.26文献标识码：A：一、微波接收机为了在一条充满噪声的空中信道中有效地传输信息，发射机需要将载有信息的信号调制到射频载波上。微波接收机的功能是解调经过调制的信号，同时，又要保证足够的信噪比。由于无线传输环境的特殊性，例如多径效应、路径损耗、时变性等，导致噪声和干扰无处不在，微波接收机的性能就显得尤为重要。信号带宽和频谱直接影响射频收发模块的结构和电路模块的设计，信号的损耗和衰落，使得信号幅度在大范围内起伏，从而要求发射机进行功率控制和接收机良好的线性度，由于接收信号非常微弱，还需要接收机有较高的灵敏度。图1是一个常见的系统原理图二、接收机的主要性能指标分析2.1噪声特性噪声和干扰是任何电子系统的大敌。接收机中的噪声会掩盖微弱信号，限制接收机对微弱信号的检测能力，即限制接收机的极限灵敏度。接收机噪声来自两个方面：一是天线接收到的外部噪声；二是接收机自身产生的噪声。天线接收到的噪声包括天空噪声、大气噪声、地球噪声、银河噪声和人工噪声等；接收机自身产生的噪声包括放大器、滤波器、混频器、检波器等各级产生的噪声。接收机内部噪声限制了接收机检测的最小信号，信号必须大于噪声一定强度才能被检测到。要衡量一个接收机对有用信号接收性能的好坏，往往要知道加到传输信号上噪声的数量，通常以信号功率与噪声功率之比，信噪比（Signal-to-noiseratio，SNR）来判定。对二端口网络的研究中，确切地知道通过网络的信号上的噪声量是相当重要的，表征这种特性的重要参数便是噪声系数，噪声系数是定量描述一个元件或系统所产生噪声程度的指数，系统的噪声系数受许多因素影响，如电路损耗、偏压、放大倍数等。噪声系数NF的定义是：噪声系数常用分贝表示，记为NF（dB）。对于一个多级级联的系统的噪声系它的计算公式为：其中，NFn为第n级的噪声系数；Gn为第n级的增益，n=1，2，3…。从上面的公式可以看出，在整个级联的网络系统中，整个系统的噪声系数主要取决于第一级网络的噪声系数和增益。要降低整个系统的噪声系数，就必须要求第一级拥有较小的噪声系数及较高的增益，这样当后面的噪声系数较大时，如果第一级的增益有保证，则后面的噪声系数将对整个系统将没有太大影响。2.2灵敏度灵敏度和噪声系数一样都是衡量接收机接收和检测微弱信号能力的指标。接收机灵敏度是用来描述一个接收机在多微弱的信号功率电平下能工作的一项技术指标，它定义为：在给定要求的输出信噪比的条件下，接收机能够检测到的最低输入信号电平。灵敏度是一个最小的信号电平，当接收到的信号达到这样的强度时，接收机就能正常工作，并且产生预期的输出。接收机灵敏度并非是基本量，是在给定噪声功率的前提下，衡量接收机检测信号的能力的参数，一般要依赖于一些其他的参数才能确定，如所接收信号的调制方式、中频带宽（或视频带宽）、信纳比（即检波所需的识别系数）以及接收机的噪声系数等。接收机灵敏度与这些参数之间的简单近似关系式为：S=-114dBm+NF=10lgB+Ksn+Km其中，S为接收机灵敏度，dBm；NF为接收机噪声系数，dB；B为中频带宽，MHz；Ksn为信号检波所需的信纳比，dB；Km为调制特性的函数，与信号的调制类型有关。从上式可见，若要提高灵敏度，只能降低接收机噪声系数和减小中频带宽。值得注意的是在宽带接收机中，灵敏度通常都是频率的函数，即接收机在不同的频率下工作，灵敏度不是一个常数。一般宽带接收机都有最低灵敏度与最高灵敏度两个指标，这两个值不应该相差太多，频带内灵敏度起伏太大也是影响整机性能的一个因素之一。2.3动态范围接收机的动态范围是指接收机可检测的最小信号与在失真允许情况下能接收的最大信号之间的范围。动态范围的下限受限于接收机的噪声底数，但是也和整个系统的要求和状态有关，动态范围的上限受限于器件非线性指标和自动增益放大器的控制范围，当输入信...