無線通信の雑音の計算について

質問

はじめまして、ご指導をお願いします。

モデル　ANT+ケーブル（ロス）+受信装置
受信装置前の雑音量です。

簡略化するため、ANTの雑音温度は0とします。
ケーブルのロスは1dBです。

各パラメータは以下です。
温度　　290K
バンド　1Hz
ボルツマン定数　1.38×10^-23
を使いますと　-174dBm/Hzですが、これを上記のモデルを通過する際、
ケーブルで発生する熱雑音　290K*(1-1/(10^(1dB/10)))＝59.6K
となり、
タイプB：ANT+ケーブル（ロス1dB)＝-174dBm+59.6K

従来は、-174dBmはフルアー雑音ですので、単純に1dBのロスラインを通過しても
そのまま、-174dBmと思っていました。
ケーブルが長くなればなるほど、雑音が増えてくるのですね。その結果C/Nも悪化してくる訳ですね。

以上　よろしくお願いします。

回答No.3

kbtkny · ベストアンサー

>その後ろにあるフィーダやDUPのロスによってもNF相当の
>雑音が付加されると考えるのだと思ってます。

ロスは、シグナルを減衰させるように、雑音一般も減衰させるので
付加されることはありません。ただ、熱雑音に関しては減衰した分だけ
また発生させるので、少なくなったりしません。

回答No.2

kbtkny

>専門書には出ています。

うーん。。。どう言う意味で書いてあるのでしょうね。
ただ、その記述のまま受け取ると、おかしい表現ですね。

その理論で行くと、ロスを増やせば増やすほど熱雑音が
大きくなって、極論を言えば、無からエネルギーが取り出される
事になります。

補足

ご回答有難うございます。

上記の説明の件ですが、教科書及び専門の方に聞いてみました。
やはり、考え方がかなり複雑で現在、完全には理解出来ていません。
どうも、ANTを装着した場合とダミーの場合で考え方が異なるようですね。

以下にやり取り、及び私の考え方を明記します。
出来ましたら、詳しい方　アドバイスをいただけると助かります。

*******以下　再考察文*******
> ★
> ノイズフロア以下にはならないという考えは正しいと思います。
> このアンテナからフィーダを介してLNAに至る場合に、雑音の換算
> ポイントをLNAの入力端とした場合に、アンテナ雑音とフィーダの
> ロスによる雑音が付加されるのは、アンテナに利得があるからと
> 考えると良いように思っております。
>
> ですので通常ダミー(有線系ですよね)で試験とかをする場合には
> 利得の発生するポイントが存在しないので、LNAの入力にある熱
> 雑音から雑音について考えれば十分です。(送受対向の場合)
> ケーブルその他のロスは信号レベルを下げる事のみに寄与します。
>
> 一方アンテナで増幅される信号は少ないながらも雑音も増幅します
> ので、その後ろにあるフィーダやDUPのロスによってもNF相当の
> 雑音が付加されると考えるのだと思ってます。

■おおむね分かりましたが、そうすると ANT があ
る場合には、考え方が変わると言う事でしょうか？
実際、前にも ANT から発生する熱雑音（拾いこむ
と考えるべきか）（尚、周波数や ANT のアングル
で変わります。）により、計算する必要がある。

で、、、、例えば　 30K の熱雑音を持つ ANT と
60K の熱雑音を持つ ANT で計算が変わる話になっ
てくると思います。

しかし、前の計算では、ケーブルのロスで発生する
熱雑音は、（例　-1dB 59.6K)は、 ANT の熱雑音に
依存する計算になっていません。当然、 ANT の熱
雑音は、 30K 、 60K はケーブルを通過後（ 1 ｄ
B)、絶対量は変わりますので、受信機端での総合熱
雑音量は変わってきます。

やはり、どこか矛盾している様に思えます。

以上

回答No.1

kbtkny

>従来は、-174dBmはフルアー雑音ですので、単純に1dBのロスラインを通過しても
>そのまま、-174dBmと思っていました。

-174dBmでいいと思いますが。。。。

1dBのロスがあった場合でも、フロア雑音は-174dBmのままです。
信号のみが1dB減衰するので、S/N比が1dB悪くなります。

例えて言うと
　信号レベル-100dBm/Hzの場合、
　(1)そのままでは、S/N比（C/N比？）74dB
　(2)1dBのアッテネータが入ると、信号レベルのみ-101dBm/Hzとなるため
　　S/N比 73dB
となります。

参考まで

補足

ありがとうございます。

そうですね。以前は単純に上記の様に考えていました。それで設計いました。

実際は1dBのロスのケーブルが入りますと、信号が1dBダウン、雑音は
フロアー雑音にケーブルでの発生する内部雑音　59.6Kを加算する必要があると
専門書には出ています。

以上　どのように考えれば正しいでしょうか？