互調(diào)噪聲（intermodulation noise）是指當(dāng)多個(gè)載波信號(hào)通過非線性器件時(shí)就會(huì)產(chǎn)生互相調(diào)制現(xiàn)象。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星的行波管高功率放大器也會(huì)產(chǎn)生這種互調(diào)現(xiàn)象。幅度和相位的非線性都會(huì)導(dǎo)致互調(diào)產(chǎn)生。

外文名

intermodulation noise

定義

多載波信號(hào)過非線性器件產(chǎn)生現(xiàn)象

概念

互調(diào)影響較嚴(yán)重的是三階互調(diào)，互調(diào)產(chǎn)生的信號(hào)頻譜落入到鄰近的載波頻率中，結(jié)果就引起干擾。如果存在大量的已調(diào)載波，則互調(diào)產(chǎn)物就無法被單獨(dú)分隔開來，從而成為一種噪聲，稱為互調(diào)噪聲。

在衛(wèi)星通信中，地球站的發(fā)射機(jī)高功率放大器、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的末級(jí)功率放大器均廣泛采用行波管放大器（TWTA），由于TWTA的輸入輸出特性（輸入功率與輸出功率的特性曲線）、相位特性（輸入、輸出相位差與輸入功率的關(guān)系曲線）都具有非線性。所以在多載波工作時(shí)，當(dāng)多載波輸入功率的總和等于單個(gè)載波輸入功率時(shí)，其輸出功率小于單載波輸入時(shí)的輸出功率。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是當(dāng)TWTA放大多載波時(shí)，因其特性的非線性，它們之間互調(diào)制產(chǎn)生大量新的頻率分量，分布在頻帶內(nèi)的形成對(duì)信號(hào)的互調(diào)干擾；分布在頻帶外的一部分形成對(duì)鄰近頻道的干擾，一部分被濾除。

對(duì)于地球站發(fā)射機(jī)來講，對(duì)互調(diào)所產(chǎn)生的射頻帶外輻射的EIRP規(guī)定了嚴(yán)格要求，其值應(yīng)小于

，其它因素引起的射頻帶外輻射，其EIRP值應(yīng)下于

。

TWTA相位特性非線性的后果是產(chǎn)生調(diào)幅調(diào)相變換作用。這是由于多載波調(diào)頻信號(hào)輸入時(shí)，其包絡(luò)線必有調(diào)幅分量，此調(diào)幅分量在TWTA中經(jīng)調(diào)幅（功率變化）調(diào)相變換，則在新的輸出信號(hào)的相位上出現(xiàn)非線性失真，即產(chǎn)生新的頻率分量，形成對(duì)信號(hào)的干擾。

工作原理

隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，新器件、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，困擾衛(wèi)星通信的互調(diào)干擾，在很大程度上得以減輕。在即將投入使用的IS-VII代衛(wèi)星上，C頻段的高功率放大器采用的是固態(tài)功率放大器（SSPA）。而Ku頻段末級(jí)功率放大器采用35W和50W的線性化TWTA。在地球站發(fā)射機(jī)中，則早已采用了線性化器。通過采用這些新器件和其他技術(shù)，使得互調(diào)噪聲大為減少，甚至到可忽略不計(jì)的程度。

通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定互調(diào)噪聲之比，在某些情況下，也可以借助計(jì)算機(jī)仿真確定。一旦確定了此值，將它與載波熱噪聲之比以倒數(shù)值相加。將互調(diào)噪聲為

，則有公式：

為了減小互調(diào)噪聲，TWT必須工作于前面所描述的補(bǔ)償狀態(tài)，圖2-1給出了當(dāng)輸入補(bǔ)償增加時(shí)

的改善情況。補(bǔ)償增加的同時(shí)，

和

都在減小。結(jié)果是總信噪比在最佳工作點(diǎn)達(dá)到最大值。

圖2-1

圖2-2是以TWT的輸入為函數(shù)的

值的變化圖。TWT的輸入時(shí)

。

圖2-2

因此根據(jù)式畫出的是一條直線，而根據(jù)式畫出的曲線則反映了TWT特性隨輸出補(bǔ)償

變化的彎曲程度，產(chǎn)生彎曲的原因是輸出補(bǔ)償與輸入補(bǔ)償之間具有非線性的關(guān)系。要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)互調(diào)曲線是比較困難的，通常只能給出大體的趨勢(shì)。圖2-2中還畫出了由式計(jì)算的

曲線，并將曲線的峰值點(diǎn)定義為最佳工作點(diǎn)。