Über dieses Tool
Jede Stufe einer Empfangskette – Vorverstärker, Kabel, Filter, Mischer, Empfänger – fügt Rauschen hinzu. Die Friis-Formel F = F1 + (F2 − 1)/G1 + (F3 − 1)/(G1·G2) + … zeigt, wie viel davon am Ende übrig bleibt: Das Rauschen einer späteren Stufe wird durch die Verstärkung davor geteilt. Deshalb bestimmt die erste Stufe die Rauschzahl fast allein.
Der Rauschzahl-Rechner nimmt die Stufen von der Antenne zum Empfänger entgegen und zeigt Gesamtrauschzahl, Gesamtverstärkung und Rauschtemperatur sowie für jede Stufe die Rauschzahl bis dorthin und ihren Anteil am Rauschen. Passive Verluste wie Kabel trägst du als Dämpfung ein; ihre Rauschzahl entspricht bei Raumtemperatur der Dämpfung. Die Kabeldämpfung liefert die Koaxkabel-Dämpfung.
In den erweiterten Parametern kommen OIP3-Werte für die Großsignalfestigkeit, die Bandbreite, der benötigte Störabstand und die Antennentemperatur hinzu. Daraus berechnet der Rechner den Eingangs-IIP3 der Kette, Rauschpegel und Empfindlichkeit (MDS) – den Wert, den du im Funkstrecken-Rechner als Empfindlichkeit einsetzen kannst. Alles wird lokal im Browser berechnet.
So funktioniert’s
- Trage die Stufen in der Reihenfolge ab Antenne ein: aktive Stufen mit Verstärkung und Rauschzahl, Kabel und Filter als Dämpfung.
- Lies Gesamtrauschzahl, Verstärkung und Rauschtemperatur ab; die Tabelle zeigt, welche Stufe wie viel Rauschen beiträgt.
- Aktiviere bei Bedarf die erweiterten Parameter für OIP3, Bandbreite, Störabstand und Antennentemperatur, um IIP3 und Empfindlichkeit zu erhalten.
Häufige Fragen
Warum gehört der Vorverstärker an die Antenne?
Eine Dämpfung vor dem Vorverstärker addiert sich 1:1 zur Rauschzahl, hinter einem Vorverstärker mit genug Verstärkung fällt sie kaum ins Gewicht. In der Standardkette (LNA mit 20 dB und 0,8 dB Rauschzahl, 3 dB Kabel, Empfänger mit 6 dB) ergibt sich 1,04 dB. Steht das Kabel vor dem LNA, sind es 3,91 dB, ganz ohne LNA 9 dB.
Was ist der Unterschied zwischen Rauschzahl und Rauschtemperatur?
Beide beschreiben dasselbe. Die Rauschtemperatur Te = 290 K · (F − 1) gibt das zusätzliche Rauschen als Temperatur eines Widerstands am Eingang an, wobei F die Rauschzahl als Faktor ist. 3 dB entsprechen rund 289 K, 1 dB rund 75 K. Bei sehr rauscharmen Stufen, etwa in der Satellitentechnik, ist die Temperatur anschaulicher als die Rauschzahl.
Wie berechnet man die Empfindlichkeit eines Empfängers?
Das thermische Rauschen bei 290 K ist −174 dBm pro Hz. Dazu kommen 10·log10 der Bandbreite in Hz, die Rauschzahl und der benötigte Störabstand. Mit der Standardkette, 12,5 kHz Bandbreite und 10 dB Störabstand ergeben sich rund −122 dBm. Der Rechner rechnet genauer mit der Systemrauschtemperatur aus Antenne und Empfänger.
Welche Rolle spielt die Antennentemperatur?
Die Antenne liefert selbst Rauschen. 290 K ist die Bezugstemperatur, für die die Rauschzahl definiert ist. Eine Satellitenantenne, die auf den kalten Himmel zeigt, sieht nur 30 bis 80 K – dort lohnt jede Zehntel-dB Rauschzahl. Auf Kurzwelle liegt das atmosphärische und menschengemachte Rauschen weit über 290 K, sodass eine niedrige Rauschzahl kaum etwas bringt.
Wie wird der IIP3 der Kette berechnet?
Für jede Stufe ist der Eingangs-Intercept IIP3 = OIP3 − Verstärkung. Für die Kette gilt 1/IIP3 = 1/IIP3₁ + G₁/IIP3₂ + G₁·G₂/IIP3₃ + … in linearen Werten. Viel Verstärkung vorn senkt also den IIP3 der späteren Stufen; rauscharm und großsignalfest zugleich ist ein Kompromiss. Passive Dämpfungen gelten im Rechner als linear. Fehlt bei einer aktiven Stufe der OIP3, bleibt der IIP3 leer.