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MC1-0867-业余无线电接收机大多具备信号强度指示功能。在 VHF/UHF 频段,信号强度的最小刻度 S1 与输入信号功率电平-141dBm(50Ω上的电压电平 0.02μV)相一致;而在 HF 频段,S1 则与-121dBm 的输入信号(50Ω上的 0.2μV)相对应。这是因为

MC1-0867 问短波频段 S 表最小刻度为何比甚高频、特高频高出约二十分贝。短波频段的天电噪声与人为噪声明显更强,背景噪声底抬高,可感知的最弱信号电平随之上升,零点二微伏与零点零二微伏正好相差十倍电压即二十分贝。这不是接收机灵敏度不够。

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【题目编号】MC1-0867

【题目】业余无线电接收机大多具备信号强度指示功能。在 VHF/UHF 频段,信号强度的最小刻度 S1 与输入信号功率电平-141dBm(50Ω上的电压电平 0.02μV)相一致;而在 HF 频段,S1 则与-121dBm 的输入信号(50Ω上的 0.2μV)相对应。这是因为:

【答案】A

[A]HF 频段的背景噪声较 VHF/UHF 频段为高,使得可感知最小信号电平相应高出约 20dB

[B]由于技术原因,HF 接收机的灵敏度都比 VHF/UHF 频段的低大约 20dB

[C]HF 业余电台功率大一些,而 VHF/UHF 的相对较小,这导致信号强度的刻度标准差异

[D]HF 业余电台主要用于 DX 通信,而 VHF/UHF 的面向本地通信,刻度可以更随意一些

考点速览

题干给出两组对应的数字:甚高频与特高频频段 S 表最小刻度 S1 对应负一百四十一 dBm,也就是五十欧上的零点零二微伏;短波频段 S1 则对应负一百二十一 dBm,也就是零点二微伏。两者相差二十分贝,问差距从何而来。答案是短波频段的背景噪声更高,把可感知的最小信号电平抬了上去。

S 表是怎么刻度的

信号强度指示通常以 S 为单位,从 S1 到 S9,每个 S 单位相差六分贝,S9 以上再用分贝数表示超出的量。表针读数来自中频或音频链路上的自动增益控制电压,因此它反映的是接收机输入端等效的信号电平。

刻度要有一个起点,S1 就是起点。起点的定法不是随便挑的,通常取该频段实际能听到的最弱信号电平。既然能听到与否取决于信号是否高出背景噪声,起点自然随各频段的噪声环境而变。

短波频段的噪声底为什么高

短波(HF,高频)频段的背景噪声主要来自两类。一类是天电噪声(atmospheric noise),即远处雷电放电产生的电磁脉冲经电离层传播过来,短波频段正处于这类噪声能量集中的范围。另一类是人为噪声(man-made noise),包括电力线、开关电源、变频器、计算机与各种电子设备的辐射,城市环境里尤其明显。这些噪声随频率升高总体呈下降趋势,到了甚高频与特高频频段,天电噪声已大幅减弱,人为噪声也因传播条件差而难以远距离到达。

于是两个频段的噪声底拉开了距离。短波频段的背景噪声折算到接收机输入端,大致比甚高频、特高频高出二十分贝左右,可感知的最弱信号也就相应抬高二十分贝。零点二微伏与零点零二微伏之比是十倍,十倍电压对应二十分贝,数字完全对得上。

需要强调的是,这个差别不是设备指标上的短波接收机灵敏度低。同一台接收机在屏蔽良好的条件下测出的灵敏度,短波与甚高频未必差二十分贝;差别在于真实电磁环境里,短波频段的噪声底本来就高,接收机灵敏度再高也没有用——信号被噪声淹没,听不出来。

逐项辨析

选项 A 正确:短波频段的天电噪声与人为噪声明显强于甚高频、特高频频段,背景噪声抬高使可感知的最小信号电平相应上升约二十分贝,这才有了两频段 S1 刻度的差异。

选项 B 错误:把环境噪声造成的差别归因于接收机技术水平的限制,说法与事实相反。现代短波接收机的实验室灵敏度可以做到零点几微伏甚至更低,做不到的是在噪声里听出被淹没的信号,这与前端电路的技术能力无关。

选项 C 错误:把刻度差异归到发射功率上。S 表指示的是接收端信号电平,与本地或对方的发射功率没有固定换算关系,更不会因为某个频段普遍用大功率就整体抬高最小刻度。

选项 D 错误:说某个频段的刻度可以更随意,本身就否定了刻度的意义。S 表刻度是为了在不同设备之间给信号强度一个大致可比的说法,短波频段恰恰因为传播与噪声环境复杂,更需要统一参考,而不是更随意。

接收机灵敏度与噪声底是两回事

这两者容易混。灵敏度是接收机自身的性能,在受控条件下测出来;噪声底是接收机输入端看到的外部噪声加上自身噪声的总和。实际可听门限取二者中较差的一个。短波频段外部噪声远高于接收机自身噪声,系统处在外部噪声受限的状态,此时把钱花在降低接收机噪声系数上收效甚微,改善天线、远离干扰源、选好频段与时段才是正道。甚高频、特高频频段外部噪声低,接收机前端的噪声系数就成了决定因素,加装天线端低噪声放大器才明显有用。

应试要点

S1 的刻度跟着频段噪声走:短波约负一百二十一 dBm,即零点二微伏;甚高频与特高频约负一百四十一 dBm,即零点零二微伏,相差二十分贝也就是电压十倍。记住噪声底决定门限,不是设备不行。

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