La figura del rumore è un parametro importante nella progettazione del ricevitore RF, misurando quanto rumore un ricevitore aggiunge al segnale. Capire esempi del mondo reale aiuta a chiarire come i calcoli della figura del rumore sono applicati in scenari pratici.

Esempio 1: Calcolo della Figura del rumore totale

Considerare un ricevitore RF con tre fasi. La prima fase ha un guadagno di 20 dB e una cifra di rumore di 2 dB. La seconda fase ha un guadagno di 15 dB e una cifra di rumore di 3 dB. La terza fase ha un guadagno di 10 dB e una cifra di rumore di 4 dB. Per trovare la figura di rumore generale, utilizzare la formula di Friis:

NF total = NF1 + (NF2 - 1)/G1 + (NF3 - 1)/(G1 * G2)

Convertire guadagni in scala lineare:

G1 = 10^(20/10) = 100

G2 = 10^(15/10) = 31.62

NF1 = 10^(2/10) = 1.58

NF2 = 10^(3/10) = 2.00

NF3 = 10^(4/10) = 2.51

Calcolo totale rumore figura:

NF total = 1.58 + (2.00 - 1)/100 + (2.51 - 1)/(100 * 31.62) ≈ 1.58 + 0.01 + 0.0005 ≈ 1.5905

Riconversione a dB:

NF total dB = 10 * log10(1.5905) ≈ 1.01 dB

Esempio 2: Figura del rumore di un singolo amplificatore

Un amplificatore RF ha un guadagno di 30 dB e una cifra di rumore di 1,5 dB. Per determinare la sua figura di rumore lineare:

NF = 10^(1.5/10) ≈ 1.41

Questo indica che l'amplificatore aggiunge circa 0,5 dB di rumore al segnale di ingresso.

Esempio 3: Impatto di amplificatori a basso rumore

In un sistema ricevente, un amplificatore a basso rumore (LNA) con una cifra di 0,8 dB e un guadagno di 40 dB viene utilizzato all'estremità anteriore. Le fasi successive hanno una maggiore quantità di rumore. L'LNA riduce significativamente la figura generale del rumore del sistema.

Calcolo della figura di rumore lineare dell'LNA:

NF LNA = 10^(0.8/10) ≈ 1.20

A causa del suo elevato guadagno, l'LNA sopprime i contributi rumorosi delle fasi successive, migliorando le prestazioni del sistema complessivo.