ニュース - アンテナの基礎 : 基本的なアンテナパラメーター

実際の温度が絶対零度を超える物体はエネルギーを放射します。放射エネルギー量は通常、輝度温度と呼ばれる等価温度 TB で表され、次のように定義されます。

TB は輝度温度 (等価温度)、ε は放射率、Tm は実際の分子温度、Γ は波の偏光に関連する表面放射率係数です。

放射率は [0,1] の範囲にあるため、輝度温度が到達できる最大値は分子温度に等しくなります。一般に、放射率は動作周波数、放射エネルギーの偏光、および物体の分子の構造の関数です。マイクロ波周波数では、良好なエネルギーの自然放射体は、等価温度約 300K の地面、または等価温度約 5K の天頂方向の空、または 100 ～ 150K の水平方向の空です。

さまざまな光源から発せられる輝度温度はアンテナによって傍受され、ディスプレイに表示されます。アンテナアンテナ温度という形で終わります。アンテナ端に現れる温度は、アンテナゲインパターンに重み付けを行った後、上式に基づいて求められます。これは次のように表現できます。

TA はアンテナ温度です。不整合損失がなく、アンテナと受信機間の伝送路に損失がない場合、受信機に送信されるノイズ電力は次のようになります。

Pr はアンテナのノイズ電力、K はボルツマン定数、△f は帯域幅です。

図1

アンテナと受信機間の伝送路に損失がある場合、上式から得られるアンテナ雑音電力を補正する必要があります。図1に示すように、実際の伝送線路の温度が全長に渡ってT0と同じで、アンテナと受信機を結ぶ伝送線路の減衰係数が一定のαであるとします。このとき、実効アンテナは受信側エンドポイントの温度は次のとおりです。

どこ：

Ta は受信機エンドポイントのアンテナ温度、TA はアンテナエンドポイントのアンテナノイズ温度、TAP は物理温度でのアンテナエンドポイント温度、Tp はアンテナの物理温度、eA はアンテナの熱効率、T0 は物理的な温度です。伝送線路の温度。
したがって、アンテナのノイズ電力は次のように補正する必要があります。

受信機自体に特定のノイズ温度 T がある場合、受信機エンドポイントでのシステムノイズパワーは次のようになります。

Ps はシステムノイズパワー (受信機エンドポイントで)、Ta はアンテナノイズ温度 (受信機エンドポイントで)、Tr は受信機ノイズ温度 (受信機エンドポイントで)、Ts はシステム実効ノイズ温度です。 (受信側のエンドポイントで)。
図 1 は、すべてのパラメータ間の関係を示しています。電波天文システムのアンテナや受信機のシステム実効雑音温度 Ts は、数 K から数千 K (代表値は約 10K) の範囲であり、アンテナや受信機の種類、動作周波数によって異なります。ターゲットの放射の変化によって引き起こされるアンテナの終端点でのアンテナ温度の変化は、1 K の数十分の 1 つほど小さい場合があります。

アンテナ入力と受信機のエンドポイントでのアンテナ温度は、何度も異なる可能性があります。長さが短い伝送線または低損失の伝送線を使用すると、この温度差を数十分の 1 度まで大幅に低減できます。

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