www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Gürültü

Resim 1: Bir PPI-scope radar ekranı gürültü

Hintergrundrauschen auf einem PPI-scope, schwache Zielzeichen wie in in 250 Grad, 46 Nautische Meilen sind nur schwer erkennbar © 2008 Christian Wolff

Resim 1: Bir PPI-scope radar ekranı gürültü

Genliği inip çıkan bir sinyalin gürültüsü istatistik yasalarıyla kavranabilir. Tüm frekansların aynı genlikte bulunduğu bir gürültü beyaz gürültü olarak adlandırılır. Gürültüler devrelerin içinden ve dışından kaynaklanır.

Yararlanılabilir sinyal gücü PS,a yanında birde gürültü üreten PN,a olarak adlandırılan gürültü gücü vardır. Bu gürültü gücü PN,a frekansa ve anten yükseklik açısına bağlıdır.

Gürültü gücü uzayda ki, özellikle samanyolunda ki ışın kaynaklarından kaynaklanır (galaktik veya kozmik gürültüler), fakat bu elektromanyetik dalgalar yine atmosfer ve yer yüzünün ısıl gürültüleri tarafından soğurulurlar.

Devre içinden üretilen gürültü gücü PN,v en çok yarı iletken gürültülerinden ve omik veya iletkenlik değerlerinin neden olduğu ısıl gürültülerden veya elektron yükünün taşındığı akımların gürültülerinden kaynaklanır. Isıl gürültü elektriksel dirence sahip malzemelerde akan akımlardaki elektron yükünün bir kurala tabi olmaksızın hareket etmeleri sonucunda meydana gelir. Bu akımların anlık ortalama değerleri sıfırdır, ama etkin değerleri (RMS) sıfır olmamaktadır.

Bild 2: Resim 2: Bir osiloskop gürültü

Bir osiloskop gürültü 
(Büyütmek için tıklayınız: 640·480 piksel = 300 kByte)

Resim 2: Bir osiloskop gürültü

Gürültü katsayısı F

Sınırsal duyarlılıklar sıkça F gürültü katsayısı ile ölçülürler. Her yükselteç katının kendine özgü bir gürültüsü bulunur ve ilaveten başka kaynaklardan gelen PRE gürültüsünü de yükseltir ve yükselttiği sinyalin üstüne bindirir. Gürültü nedeniyle yükseltme katsayısının kuramsal değerli sınırlı kalmak zorundadır.

Gürültü katsayısı bir devrenin çıkışındaki sinyal gücünün gürültü gücüne olan oranını gösterir. Gürültü devre içindeki elemanların sıcaklıklarına bağlı olması nedeniyle gürültü katsayısı referans sıcaklık T0= 290K (= ca. 16,8 °C) de tanımlanır.

Gürültü katasayısı F =   PSE (Girişteki sinyal)

  PRE (Girişteki gürültü)

  PSA (Çıkıştaki sinyal)

  PRA (Çıkıştaki gürültü)

Gürültü sıcaklığı

gürültülü
komponent

Resim 3: Girişi T= 0 K sıcaklığında gürültülü dört terminalli devre

gürültülü
komponent

Resim 3: Girişi T= 0 K sıcaklığında gürültülü dört terminalli devre

Bir dört terminalli devrenin gürültü özellikleri sıklıkla gürültü katsayısı yanında etkin sıcaklık olarak adlandırılan Te ile karakterize edilir. Bu, genelde ortam sıcaklığı T0 ile aynı olmayan, sadece kendi başına işlenen bir değer olarak kavranmalıdır.

gürültüsüz
komponent
Nadd= kTeB

Resim 4: Girişi Tesıcaklığında gürültüsüz dört terminalli devre

gürültüsüz
komponent
Nadd= kTeB

Resim 4: Girişi Tesıcaklığında gürültüsüz dört terminalli devre

Bu sıcaklık, ideal gürültüsüz 4 terminalli devrenin, gürültüsü olmayan bağlantıdaki (Resim.2) aynı gürültü gücünü veren girişinde ki sıcaklık olarak tanımlanır (Resim.1)

Etkin gürültü sıcaklığı Te ve gürültü katsayısı F arasında şu ilişki bulunur:

Te = (F - 1) ·T
T= Referans sıcaklık, genellikle 290 K olarak alınır.

noise-
temperatur
noise-
power
frequency
atmospheric
noise
cosmic
noise

Resim 5: Anten-gürültü-sıcaklığı ve gürültü gücünün frekansa bağımlı ilişkisi< (ε= elevation angle of the beam)

noise-
temperatur
noise-
power
frequency
atmospheric
noise
cosmic
noise

Resim 5: Anten-gürültü-sıcaklığı ve gürültü gücünün frekansa bağımlı ilişkisi< (ε= elevation angle of the beam)

noise-
temperatur
noise-
power
frequency
atmospheric
noise
cosmic
noise

Resim 5: Anten-gürültü-sıcaklığı ve gürültü gücünün frekansa bağımlı ilişkisi (ε= elevation angle of the beam)