噪声系数基础知识一览

定量表示噪声系数和噪声因子有很多方法。最早的定义之一由Harold Friis在20世纪40年代所提出。在Friis的定义中，噪声因子（噪声系数的线性等效物理 量）是特定信号通过特定组件时的信号比（SNR）的降低量。噪声因子和噪声系数均是无单位物理量，噪声因子以线性方式表示，而噪声系数则以对数形式表示。

等式1. 噪声因子作为SNR的函数

如等式1所示，如果LNA输入端的信号的SNR为100dB，噪声系数为5dB，那么 输出端的SNR为100-5dB = 95dB。如图10所示， 噪声系数为XdB的“黑箱”组件将使SNR降低XdB

热噪声之外的固有噪声功率

图10. 噪声系数等于组件的固有噪声功率与热噪声功率之和。

噪声系数的另一个定义是在-174dBm/Hz的常温热噪声功率下，特定有源器件和无源器件额外引入的噪声功率，以dB为单位。该定义与IEEE对噪声因子的 定义相吻合，后者已被广泛接受，用等式2来表示。

其中 k 表示耳兹曼常量

T0表示常温

B 表示带宽

G 表示DUT的增益

等式2. 噪声因子的正式定义

在等式2中，kTo简化为常温下的热噪声，即-174dBm/Hz。因此，噪声因子等于信号功率加上组件引入的噪声功率。

例如，在天线连接至LNA的情况下，LNA输入端的噪声功率为-174dBm/Hz。在LNA的输出端，噪声功率等于-174dBm/Hz加上LNA的噪声系数。在这种情况下，5dB的噪声系数将产生-169dBm/Hz的输出噪声功率。请注意，在这种情况下，由于噪声系数以对数的方式来表示，所以噪声功率直接等于5dB加-174 dBm/Hz。

噪声单位换算

在详细介绍噪声系数测量之前，首先要明确噪声测量常用的的一些单位及术语的定义。最常见的衡量参数包括噪声系数、噪声因子和噪声温度。

噪声系数（NF）等于器件的噪声功率加上热噪声功率，以dB为单位，噪声因子（F）是用线性方式表示器件在热噪声之上引入的噪声功率。利用公式3和4可以将NF换算为F，反之亦然。