发来的信号的同时，还接收到大量的噪声。接收系统的噪声可分为来自各种噪声源的外部噪声和内部噪声。其中有些噪声是由天线从其周围辐射源的辐射中所接收到的，如宇宙噪声、大气噪声、降雨噪声、太阳噪声、天电噪声、地面噪声等，若天线盖有罩子则还有天线罩的介质损耗引起的天线罩噪声，这些噪声与天线本身的热噪声合在一起统称为天线噪声，还有些噪声则是伴随信号一起从卫星发出被收端地球站收到的，包括发端地球站、上行线路、卫星接收系统的热噪声，以及多载波工作时卫星及发端地球站的非线性器件产生的互调噪声；此外，还有些干扰噪声（如人为噪声、工业噪声)。

宇宙噪声——宇宙噪声主要包括银河系辐射噪声、太阳射电辐射噪声和月球、其他行星射电辐射噪声。频率在1GHz以下时，银河系辐射噪声影响较大，故一般就将银河系噪声称为宇宙噪声。银河系噪声在银河系中心指向上达到最大值，通常称之为指向热空。而在天空其他某些部分的指向上则是很低的，故称之为指向冷空。宇宙噪声是频率的函数，在1GHz以下时，它是天线噪声的主要部分。

大气噪声——大气层对穿过它的电波，在吸收能量的同时，也产后电磁辐射而形成噪声，其中主要是水蒸气及氧分子构成的大气噪声。大气噪声是频率的函数，在10GHz以上是显著增加，此外，它又是仰角的函数，仰角越低，穿过大气层的途径越长，大气噪声对天线噪声温度的贡献越大。

降雨噪声——降雨及云、雾在产生电波吸收衰减的同时，也产生噪声，称之为降雨噪声。其对天线噪声温度的作用与雨量、频率、天线仰角有关。在4GHz、低仰角时，大雨对天线噪声温度的贡献也达50～100K，因此系统设计时应予以考虑。

地面噪声——由于卫星天线对准地球，因而地球热噪声也是等效噪声温度T的一个重要组成部分。地球站天线除由其旁瓣、后瓣接收到直接由地球产生的热辐射外，还可能接收到经地面反射的其他辐射。当仰角不大时，地面噪声中对T贡献最大的是副反射面溢出噪声，这是指卡塞格林天线馈源喇叭的辐射波束主瓣边缘的相当一部分以及其旁瓣越过副反射面产生的噪声。当仰角小于30度时，天线接收的地面热噪声是相当大的。

干扰噪声——包括来自其他同频段的卫星通信系统和同频段的微波中继通

31

信系统的干扰噪声和人为干扰噪声。干扰噪声的大小与干扰的频率、干扰电波的传播环境、收发天线的增益方向性图函数等许多因素有关。其频谱一般为非白噪声，但不管这些干扰的频谱如何分布，在卫星传输系统的工程计算和设计中，都可采用将它们转化为等效噪声温度的办法而同系统的其他噪声同样对待。

（3）接收机输入端的噪声功率——天线接收到各种噪声的大小可以用天线的等效噪声温度T来表示。由电子线路分析可知，当接收机阻抗匹配时，接收机内部不产生噪声，那么其接收到的噪声功率仅决定于外部输入噪声的单边功率谱密度。 6. 在接收机前端滤波器输出端，测试得到的噪声功率为0.03pW，而滤波器等效噪声带宽为10MHz，试确定等效噪声温度。

解：带入公式N?kTB（其中k＝1.38×10-23J/K），求出T=217.39K。 即，等效噪声温度为217.39K。

7. 试解释卫星接收系统G/T值的含义。某地球站使用5m的天线，工作频率为12Hz，天线噪声温度为100 K，接收机前端噪声温度为120 K，试计算G/T值(天线与接收机之间的馈线损耗忽略)。

解：G/T值的大小，直接关系到卫星接收性能的好坏，且还可以不必考虑带宽，故把G/T称为卫星接收机性能指数，也称为卫星接收机的品质因数。G/T值越大，C/N越大，卫星接收机的性能越好。

8. C频段(6.1GHz)地球站发射天线增益为54dB，发射机输出功率为l00W。卫星与地球站相距37500km，卫星与地球站收发馈线损耗均为[Lr]=1 dB、馈线损耗[Lt]=2 dB，[LR]=0.8 dB、[La]=1.1dB卫星接收天线增益为398倍，转发器噪声温度为500K，卫星接收机带宽为36MHz。试计算下列数值：求卫星输入噪声功率电平dBW和卫星输入载噪比[C/N]。

解：由[N]?10lg(kTB)带入相关数据得到[N]?126.05dBw [EIRP] E（dBw）=[PTE]+ [GTE]=10lg100+54=74dB。 则卫星接收机输入端的载波功率，

[C]（dBw）= [EIRP]E+[GR]- [Lt]- [Lp]- [La]- [LR] - [Lr] =74+10lg398-2-0-1.1-0.8-2=94.1dBw

?C??[C]?[N]?94.1?126.05??31.95dB ???N? 32

9. —个12GHz的下行卫星系统参数如下：卫星输出功率为10W，馈线损耗1dB，天线增益为35.2dB；卫星到地球站距离d＝40000km，大气层附加损耗为0.3dB。接收地球站天线增益为51.2dB，馈线损耗0.5dB，G/T＝26.2(dB/K)。求下行线路的[C/N]D。

解：[EIRP] =10lg10+35.2=45.2（dBw） [G/T]＝26.2(dB/K)， [L]=1+0.3+0.5dB=1.8dB， [B]=10lg12000=40.79dB，

?GR??C??[EIRP]????[L]?[B]?228.6?? N??D?Tr??45.2?26.2?1.8?40.79?228.6?257.41dB10. 在IS-IV号卫星通信系统，其卫星有效全向辐射功率[EIRP]S =34.2dBw，接收天线增益[GRS]=20.7dB。又知道某地球站发射天线增益[GTE]＝60.1 dB，发送馈线损耗[LtE]＝0.4 dB，发射机输出功率PTE=3.9kW，地球站接收天线增益[GRE]=60.0dB,接收馈线损耗[LrE]=0.1 dB。试计算卫星接收机输入端的载波接收功率[CS]和地球站接收机输入端的载波接收功率[CE]。 解：设[ Lp]U= 200.05 (dB), [ Lp ]D = 196.53 (dB) 由式（8-6） [EIRP] E（dBw）=[PTE]+ [GTE] 故地球站有效全向辐射功率为 [EIRP] E =10lg3900+60.1=96（dBw）

利用式（8-5），忽略La，LR及Lrs，则卫星接收机输入端的载波功率 [Cs]=[EIRP]E - [LtE] + [GRS]- [Lp]U=96.0-0.4+20.7-200.05=-83.74（dBw） 利用式（8-5），忽略La和LR，则地球站接收机输入端的载波功率 [CE]=[EIRP]S+ [GRE]- [Lp]D-[LrE]=34.2+60 -196.53-0.1= 一102.43（dBw） 11. 已知条件如图8-17所示，设卫星转发器工作在单载波状态，卫星和地球站的馈线损耗Lr]=1 dB、馈线损耗[Lt]=2 dB，[LR]=0.2 dB、[La]=1 dB，分别求出卫星线路的上行[C/T]U和下行[C/T]D的值。

解：由于[L] dB=[Lt]·[Lp]·[LR]·[La]·[Lr]=2+200.6+0+1+1=204.6dB。 （1） 卫星上行线路的?CT?U

33

由题设条件知：?EIRP?g＝13＋63＝76dBW，[Lp]=200.6dB，

?GRS?＝17.5dB， ?Tsat?＝10lg50=17dBK

[GRS]?[GRS]?[Tsat]?17.5?17?0.5(dB/K) Tsat?GRS??C?????EIRPg???LPU??[Lt]?[Lr]????76?200.6?2?1?0.5??127.1(dB/K)???T?U?Tsat?（2）卫星下行线路的?CT?D 由题设条件知： ?EIRP?s＝22dBW

?LPD??32.44?20lgd?20lgf

＝32.44＋20lg20000＋20lg6000＝32.44＋86＋75.56＝194.02（dB）

?GR?＝59.4dB, ?TD?＝10lg40＝16dBK

[GRT]?[GR]?[TD]?59.4?16?43.4(dB/K) D?CT?D??EIRP?s?[Lt]???LpD???[Lr]??GRTD? =22-2-2-194.02?43.4??132.62(dB/K)

34