Если поставьте преамп перед радиоприемником — это ведь улучшит прием? Ну, как и в большинстве случаев в жизни, все не так просто. Это может иметь положительный эффект, но он зависит от ряда факторов, от того, где находится ваш предусилитель и что представляет собой ваше радио.
Позвольте мне объяснить. Речь идет не об усилении, а о соотношении сигнал/шум. Усиление полезно, но коэффициент шума (NF) и линейность (IP3) в конечном итоге определяют качество вашего сигнала.
Википедия определяет NF как :
«Коэффициент шума (NF) и коэффициент шума (F) — это меры деградации отношения сигнал/шум (SNR), вызванные компонентами в цепи радиочастотного (RF) сигнала».
Проще говоря, по мере прохождения сигнала от вашей антенны к радиостанции его качество (отношение сигнал/шум) будет ухудшаться. Вы можете смягчить это с помощью коаксиального кабеля с низкими потерями и коротких отрезков, но вы всегда будете иметь некоторые потери. Конечная цель проста — вам нужно сохранить коэффициент шума как можно ниже, чтобы поддерживать сигнал, который вас интересует.
Что касается IP3, Википедия определяет его как:
«В телекоммуникациях точка перехвата третьего порядка (IP3 или TOI) — это показатель для слабо нелинейных систем и устройств, например, приемников, линейных усилителей и смесителей».
Используемые в промышленности метрики линейности (IIP3 и OIP3) — довольно сложная тема (см. хорошую статью здесь), но главное, что следует помнить, — линейность системы должна быть как можно выше. Более низкая линейность может вызвать перегрузку, что приведет к повышению уровня шума, появлению интермодуляционных продуктов (шпор) и, наконец, к десенсибилизации приемника.
Рассмотрим простую систему:
Антенна -> 10 метров коаксиального кабеля -> Приемник.
Мы сделаем несколько предположений, во-первых, мы рассматриваем прием на частоте 1090 МГц, а коаксиальный кабель — RG174 (который имеет потери около 94 дБ/100 метров на частоте 1090 МГц — никогда не используйте RG174 для ADS-B !). В качестве примера будет взят приемник Airspy с NF 3,5db. Для целей упражнения NF коаксиального кабеля можно принять равным потерям. Используя программу AppCad от Avago, мы можем рассчитать уровень шума в системе:
Таким образом, в этой системе коэффициент шума составляет 12,90 дБ, что довольно много. Что же произойдет, если мы поставим МШУ рядом с антенной? Давайте рассмотрим следующую систему:
Антенна -> 1 метр коаксиала -> PSA5043+ -> CBP1090EC -> 9 метров коаксиала -> Приемник.
Я разбил керамический предусилитель Uputronics ADSB 1090Mhz на базовые компоненты, усилитель PSA5043 + и керамический фильтр CBP1090EC. PSA5043 + имеет около 15 дБ усиления на частоте 1090 МГц.
Посмотрите, вы снизили СЧ до 3,45 дБ, что является значительным улучшением по сравнению с системой без существенного ухудшения линейности (IIP3).
И наоборот, давайте рассмотрим, что происходит, когда вы подключаете предусилитель рядом с радиоприемником:
Антенна -> 9 метров коаксиала -> PSA5043+ -> CBP1090EC -> 1 метр коаксиала -> Приемник.
Линейность очень хорошая при IIP3 более 22 дБм, но… Видите НЧ? 9,49 дБ, почти так же плохо, как и в системе без предусилителя.
На этом уровне приемник можно считать «глухим». Вы получаете усиление и линейность, но НЧ намного выше. Как видите, расположение предусилителя рядом с приемником не улучшает чувствительность.
В некоторых приемниках LNA находится в самом радиоприемнике. Что же произойдет, если вы подключите предусилитель к радиоприемнику, в котором уже есть МШУ, например, к SDRPlay или FunCube Dongle?
Антенна -> 1 метр коаксиала -> PSA5043+ -> CBP1090EC -> 9 метров коаксиала -> приемник, оснащенный LNA.
Возьмем данные из технического описания SDRPlay, здесь на частоте 1090 МГц с внутренним коэффициентом шума NF составляет 5,19 дБ, а IP3 -14,86 дБ.
Как видите, коэффициент шума (NF) сопоставим, но все же выше, чем в системе без предусилителя в ресивере. С другой стороны, линейность резко ухудшилась до IIP3 на уровне -19 дБм. Это означает, что даже умеренные помехи могут вызвать сильную интермодуляцию, что приводит к десенсибилизации приемника.
В итоге, установка с хорошей антенной системой, подключенная к приемнику со встроенным МШУ:
Может не выиграть от наличия предусилителя на антенне.
Наличие встроенного МШУ негативно сказывается на линейности и может ухудшить сигналы.
Итак, в заключение:
1)Располагайте предусилитель как можно ближе к антенне.
2)Приемники со встроенным МШУ могут не получить максимальную отдачу от антенной системы или предусилителя.
3)Правильное распределение усиления гарантирует лучшую производительность, чем универсальные решения, как в плане чувствительности, так и в плане обработки сильных сигналов.
Uputronics продает различные предусилители, подходящие для использования с SDR-приемниками для 403 МГц (радиозонд), 434 МГц, 868 МГц/FLARM и ADS-B 1090 МГц.
Оригнал Anthony Stirk