经常做射频的工程师会遇到这个指标噪声系数，有源器件的技术规格书基本都会有这个指标。

今天研发君和大家一起学习交流下噪声系数指标，看看是否让你产生一些新的灵感。

什么是噪声系数？

首先，有源器件的内部电荷载流子的随机运动会产生噪声，而叠加在输入端的噪声上，从而使得输出端的噪声恶化了，所以输出端的信噪比肯定比输入端差。比如下图所示：

蓝色表示输入的信号和噪声底，经过一个增益为G，噪声系数为NF的器件后，信号被抬高了G（dB），噪声底也被抬高了G（dB），并且叠加了器件内部的电荷载流子的随机运动而产生噪声后，噪声还被抬高了NF（dB），所以噪声底被抬高得多一点，因此输出端的信噪比恶化了。

但是这里有2个条件：

1、是信号必须是器件的线性区范围内，否则饱和了，输出端的信号肯定压缩了，信噪比变小；

2、必须是室温下一定带宽内的自然界环境，这里是保证最小的噪声值-174dBm/Hz。

还有另外一种情况，如果经过一个衰减的无源器件呢？噪声系数是多少？

因为室温下一定带宽内的自然界环境最小的噪声值-174dBm/Hz，所以输入端和输出端都是噪底都是一样的，信噪比肯定变小。所以噪声系数就等于无源器件的插损。

我看看设备对这个指标的定义： 噪声系数是设备在工作频带范围内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比之比，用dB表示。

设备的指标：

1）最小系统最大增益状态下噪声系数NF≤7dB，极限条件时噪声系数也应满足要求；

2）最小系统最小增益（Gmax-15dB）状态下噪声系数NF≤7dB；

3）组网级联方式，系统内所有RU为最大增益时每通路噪声系数不得超出7 10log（n）数值，n为RU的数量。

为什么需要噪声系数？

直放站设备不对信号进行解调，虽然有些厂家会解调信源信号，不过那只是为了其他用途，不影响信号链性能。所以在3GPP对上行有一个重要的指标接收灵敏度，在直放站这边无法体现。

接收灵敏度=-174 NF 10lgB SNR

其中，NF为噪声系数，B为信号带宽，SNR为解调信噪比门限。

从公式中可以看出，信号带宽由无线通信协议确定，信号最小解调信噪比由调制方式和BBU的物理层性能决定。

所以为了体现其接收微弱信号的能力，直放站使用噪声系数NF来衡量，从而替代接收灵敏度指标。

怎么设计才能满足噪声系数？

为了优化噪声系数指标，你可能还需要了解一个指标，级联噪声系数。见下图：

你可以在Excel上自己建立一个小工具计算下，也可以在网上找到计算级联噪声系数的软件。从这个公式来看前级对噪声系数的影响比较大，越到后级对噪声系数的影响越小。

所以我们设计时就要注意以下几个方面：

1、低噪放前差损，相当于与无源器件，类似级联公式的NF1，如果这个插损越大，噪声系数就越大。而且之前聊过前级对噪声系数的影响比较大，所以这需要重点考虑。

2、低噪放噪声系数，这个相当于公式的NF2，前级对噪声系数的影响比较大，所以这里也很重要。

3、射频前端增益分配，这个相当于公式的G1、G2、G3，大家可以在噪声系数仿真软件上仿真下，就可以知道那部分的增益对这个系统影响最大，从而改善。

4、数字域设计：数字域的衰减是通过满进满出的方式采集，从而确认数字域的增益的噪声。

研发君和大家分享了噪声系数的一些想法。本期的分享就到这里了，下篇文章继续聊。

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