線路噪聲功率的計算

如果接收系統(tǒng)輸入端匹配，則各種外部噪聲和天線損耗噪聲綜合在一起，進人接收系統(tǒng)的噪聲功率應(yīng)為：

N_α=kTB

式中 N_α——進入接收系統(tǒng)的噪聲功率；

T——-天線的等效噪聲溫度；

k——波爾茲曼常數(shù)；

B——接收系統(tǒng)的等效噪聲帶寬。

地球站接收系統(tǒng)的噪聲來源可分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲兩大類。

外部噪聲主要有：

（1）宇宙噪聲。宇宙噪聲主要包括銀河系輻射噪聲、太陽射電輻射噪聲和月球、行星及射電點源的射電輻射噪聲。頻率在1GHz以下時，銀河系輻射噪聲影響較大，故一般就將銀河系噪聲稱為宇宙噪聲。當接收天線指向銀河系時收到的噪聲等效溫度和頻率有一定的關(guān)系。

（2）大氣噪聲。大氣除產(chǎn)生吸收現(xiàn)象外，還同時產(chǎn)生噪聲。通常天線波束內(nèi)的大氣，將在天線輸出上產(chǎn)生如隨入射角而變化的大氣噪聲。這種影響，在入射角小時，將急劇增加。

（3）降雨噪聲。降雨除會引起無線電波的損耗外，同時也會產(chǎn)生噪聲。實踐證明，在4GHz時，噪聲溫度的上升最大可達100K，國際衛(wèi)星通信組織設(shè)計4GHz接收系統(tǒng)時，為了避免暴雨的影響，考慮給出6dB的余量。

（4）干擾噪聲。這是來自其它地面通信系統(tǒng)的干擾電波所引起的噪聲。按CCIR規(guī)定，任意1h內(nèi)干擾噪聲的平均值應(yīng)在1000pW以下。

（5）地面噪聲。在天線副瓣較大的情況下，會混進來一些直接由地面溫度引起的噪聲以及由地面反射的大氣噪聲，這些噪聲叫作地面噪聲。通過天線設(shè)計，可以把此噪聲溫度控制在3K一20K。

（6）上行線路和轉(zhuǎn)發(fā)器的互調(diào)噪聲。上行線路噪聲主要由轉(zhuǎn)發(fā)器接收系統(tǒng)產(chǎn)生，其大小取決于衛(wèi)星天線增益和接收機噪聲溫度。轉(zhuǎn)發(fā)器互調(diào)噪聲主要是由于行波管放大器同時放大多個載波，因非線性特性而產(chǎn)生的。這些噪聲將隨信號一起，經(jīng)下行線路而進入接收系統(tǒng)。

此外，還有天電噪聲，太陽噪聲，天線罩噪聲等。

至于接收系統(tǒng)的內(nèi)部噪聲，主要來自饋線、放大器和變頻器等部分。

線路噪聲的廣義定義是：掩蓋或擾亂有用信號的某種不期望的擾動。這些擾動可分為兩種情況：擾動源位于電路外部，例如附近有電力輸電線、電話線、帶觸點的電器（繼電器、開關(guān)等）、以及電動機作動力的用具（電鉆、機床和電風扇）等，通過電磁耦合來影響有用的信號，習慣上將這種擾動稱為干擾。這些干擾一般可以采用電磁屏蔽、去耦合和濾波、元件合理布局及合理走線等方法，使干擾減小或者消除。若擾動源位于電路內(nèi)部，由于構(gòu)成電路的材料或器件的物理原因所產(chǎn)生的擾動就稱之為噪聲。例如，處于絕對零度以上的導(dǎo)體中出現(xiàn)的熱噪聲，通過勢壘的載流子構(gòu)成的散粒噪聲等均屬于這種噪聲。

噪聲是一個隨機變量，它由振幅隨機和相位隨機的許多頻率分量組成，因此其波形是非周期的非正弦量。這種隨機過程是無法確切知道它在某一時刻的瞬時值，但是它遵守統(tǒng)計規(guī)律，可以用統(tǒng)計方法來處理噪聲問題，我們可以測定其較長時間的均方根值。

考慮一個弱平穩(wěn)隨機過程，其譜密度為常數(shù)，即

Φ(w) =c

則稱該過程為白噪聲。

白噪聲的“白”字源于白色光，白色光由強度相等的各種頻率的光組成。例如，電視機無信號和調(diào)頻收音機無臺時的背景噪聲均是白噪聲。在直觀上，可以將白噪聲理解為高頻、低頻等各個頻段信號的疊加，當各頻段強度都相等的時候，說明其中沒有任何占主導(dǎo)地位的信號，因此白噪聲剛好符合隨機噪聲的特性。相對地，其他譜密度不是常數(shù)的噪聲信號稱為有色噪聲。在試驗中，可采用白噪聲通過各種濾波器來產(chǎn)生高斯色噪聲。

1．交通運輸噪聲。城市交通業(yè)日趨發(fā)達，給人們工作和生活帶來了便捷和舒適，同時也促進了經(jīng)濟的發(fā)展。但不能不看到，隨著城鄉(xiāng)車輛的增加，公路和鐵路交通干線的增多，機車和機動車輛的噪聲已成了交通噪聲的元兇，占城市噪聲的75%。據(jù)統(tǒng)計表明，北京是世界有名的噪聲污染城市。雖然城市車輛不及日本的十分之一， 噪聲程度卻比日本高出1倍。特別是一些臨街的建筑，受害極重。

2．工業(yè)機械噪聲。這也是室內(nèi)噪聲污染的主要來源。由于各種動力機、工作機 做功時產(chǎn)生的撞擊、摩擦、噴射以及振動，可產(chǎn)生七八十分貝以上的聲響。這些聲 響，像紡織車間、鍛壓車間、粉碎車間和鋼廠、水泥廠、氣泵房、水泵房都比較嚴 重，雖然都做了一定程度的降噪處理，但仍然不能從根本上消除機器本體上所產(chǎn)生 的噪聲。

3．城市建筑噪聲。特別是近年來城市建設(shè)迅速發(fā)展，道路建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市建筑開發(fā)、舊城區(qū)改造，還有百姓家庭的室內(nèi)裝修，都造成了城市建筑噪聲，建筑施工現(xiàn)場噪聲一般在90分貝以上，最高達到130分貝。

4．社會生活和公共場所噪聲。比如公共場所的商業(yè)噪聲、餐廳、公共汽車、旅 客列車、人群集會、高音喇叭等。據(jù)統(tǒng)計，社會生活和公共場所噪聲占城市噪聲的 14．4%。

5．家用電器直接造成室內(nèi)噪聲污染。隨著人們生活現(xiàn)代化的發(fā)展，家庭中家用電器的噪聲對人們的危害越來越大，據(jù)檢測，家庭中電視機、收錄機所產(chǎn)生的噪音可達60至80分貝，洗衣機為42至70分貝，電冰箱為34至50分貝。近幾年家庭卡拉 OK機廣泛流行，有些人不顧他人的幸福，沉醉于自我的享受之中，這無形中又增加了噪聲的污染強度。2100433B

1．強的噪聲可以引起耳部的不適，如耳鳴、耳痛、聽力損傷。據(jù)測定，超過 115分貝的噪聲還會造成耳聾。據(jù)臨床醫(yī)學統(tǒng)計，若在80分貝以上噪音環(huán)境中生活，造成耳聾者可達50%。醫(yī)學專家研究認為，家庭噪音是造成兒童聾啞的病因之一。

2．使工作效率降低。研究發(fā)現(xiàn)，噪聲超過85分貝，會使人感到心煩意亂，人們會感覺到吵鬧，因而無法專心地工作，結(jié)果會導(dǎo)致工作效率降低。

3．損害心血管。噪聲是心血管疾病的危險因子，噪聲會加速心臟衰老，增加心肌梗塞發(fā)病率。醫(yī)學專家經(jīng)人體和動物實驗證明，長期接觸噪聲可使體內(nèi)腎上腺分泌增加，從而使血壓上升，在平均70分貝的噪聲中長期生活的人，可使其心肌梗塞 發(fā)病率增加30%左右，特別是夜間噪音會使發(fā)病率更高。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率增加了30%左右。調(diào)查1101名紡織女工，高血壓發(fā)病率為 7.2%，其中接觸強度達100分貝噪聲者，高血壓發(fā)病率達15.2%。

4．噪聲還可以引起如神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂、精神障礙、內(nèi)分泌紊亂甚至事故率升高。高噪聲的工作環(huán)境，可使人出現(xiàn)頭暈、頭痛、失眠、多夢、全身乏力、記憶力減退以及恐懼、易怒、自卑甚至精神錯亂。在日本，曾有過因為受不了火車噪聲的刺激而精神錯亂，最后自殺的例子。

5．干擾休息和睡眠。休息和睡眠是人們消除疲勞、恢復(fù)體力和維持健康的必要 條件。但噪聲使人不得安寧，難以休息和入睡。當人輾轉(zhuǎn)不能入睡時，便會心態(tài)緊 張，呼吸急促，脈搏跳動加劇，大腦興奮不止，第二天就會感到疲倦，或四肢無力。從而影響到工作和學習，久而久之，就會得神經(jīng)衰弱癥，表現(xiàn)為失眠、耳鳴、疲勞。

6．對女性生理機能的損害。女性受噪聲的威脅，還可以有月經(jīng)不調(diào)、流產(chǎn)及早產(chǎn)等，如導(dǎo)致女性性機能紊亂，月經(jīng)失調(diào)，流產(chǎn)率增加等。專家們曾在哈爾濱、北京和長春等7個地區(qū)經(jīng)過為期3年的系統(tǒng)調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)噪聲不僅能使女工患噪聲聾，且對女工的月經(jīng)和生育均有不良影響。另外可導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)、早產(chǎn)，甚至可致畸胎。國外曾對某個地區(qū)的孕婦普遍發(fā)生流產(chǎn)和早產(chǎn)作了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)她們居住在一個 飛機場的周圍，禍首正是那飛起降落的飛機所產(chǎn)生的巨大噪聲。

7．噪聲對兒童身心健康危害更大。因兒童發(fā)育尚未成熟，各組織器官十分嬌嫩和脆弱，不論是體內(nèi)的胎兒還是剛出世的孩子，噪聲均可損傷聽覺器官，使聽力減退或喪失。據(jù)統(tǒng)計，當今世界上有7000多萬耳聾者，其中相當部分是由噪聲所致。 專家研究已經(jīng)證明，家庭室內(nèi)噪音是造成兒童聾啞的主要原因，若在85分貝以上噪 聲中生活，耳聾者可達5%。

8．噪聲對視力的損害。人們只知道噪聲影響聽力，其實噪聲還影響視力。試驗 表明：當噪聲強度達到90分貝時，人的視覺細胞敏感性下降，識別弱光反應(yīng)時間延長；噪聲達到95分貝時，有40%的人瞳孔放大，視模糊；而噪聲達到115分貝時，多數(shù)人的眼球?qū)饬炼鹊倪m應(yīng)都有不同程度的減弱。所以長時間處于噪聲環(huán)境中的人 很容易發(fā)生眼疲勞、眼痛、眼花和視物流淚等眼損傷現(xiàn)象。同時，噪聲還會使色覺、 視野發(fā)生異常。調(diào)查發(fā)現(xiàn)噪聲對紅、藍、白三色視野縮小80%。所以駕駛員應(yīng)避免立體場音響的噪聲干擾，不然易造成行車事故。