ニュース - アンテナの基礎知識：基本的なアンテナパラメータ

絶対零度以上の実際の温度を持つ物体はエネルギーを放射します。放射されるエネルギー量は通常、等価温度TB（輝度温度とも呼ばれる）で表され、これは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ある。

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、良好なエネルギーを自然に放射する物体としては、等価温度が約300Kの地面、等価温度が約5Kの天頂方向の空、または100～150Kの水平方向の空が挙げられます。

さまざまな光源から放射される輝度温度はアンテナによって受信され、アンテナアンテナ温度という形で終端します。アンテナ端に現れる温度は、アンテナ利得パターンを重み付けした後、上記の式に基づいて与えられます。それは次のように表すことができます。

TAはアンテナ温度です。インピーダンス不整合による損失がなく、アンテナと受信機間の伝送線路に損失がない場合、受信機に伝送される雑音電力は次のようになります。

Prはアンテナ雑音電力、Kはボルツマン定数、△fは帯域幅である。

図1

アンテナと受信機間の伝送線路に損失がある場合、上記の式から得られるアンテナ雑音電力は補正する必要があります。伝送線路の実際の温度が全長にわたってT0と同じであり、アンテナと受信機を接続する伝送線路の減衰係数が一定値αである場合（図1参照）、受信機端点における実効アンテナ温度は次のようになります。

どこ：

Taは受信端点におけるアンテナ温度、TAはアンテナ端点におけるアンテナ雑音温度、TAPはアンテナ端点における物理温度、Tpはアンテナの物理温度、eAはアンテナの熱効率、T0は伝送線の物理温度です。
したがって、アンテナ雑音電力は以下のように補正する必要がある。

受信機自体が特定の雑音温度Tを持つ場合、受信機エンドポイントにおけるシステム雑音電力は次のようになります。

Psはシステム雑音電力（受信端点）、Taはアンテナ雑音温度（受信端点）、Trは受信機雑音温度（受信端点）、Tsはシステム実効雑音温度（受信端点）です。
図1は、すべてのパラメータ間の関係を示しています。電波天文学システムのアンテナと受信機のシステム実効雑音温度Tsは、数Kから数千Kの範囲（典型的な値は約10K）で、アンテナと受信機の種類および動作周波数によって異なります。目標放射の変化によってアンテナ端点で生じるアンテナ温度の変化は、わずか数10分の1K程度です。

アンテナ入力部と受信端点におけるアンテナ温度は、数度もの差が生じる可能性があります。伝送線路の長さを短くしたり、損失の少ない伝送線路を使用したりすることで、この温度差を数十分の1度程度まで大幅に低減できます。

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