ニュース - アンテナの基礎：基本的なアンテナパラメータ

絶対零度を超える温度の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）で表されます。これは通常、輝度温度と呼ばれ、以下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。一般的に、放射率は動作周波数、放射されるエネルギーの偏光、および物体の分子構造の関数です。マイクロ波周波数において、良好なエネルギーを自然に放射する物体としては、等価温度約300Kの地表、等価温度約5Kの天頂方向の空、または等価温度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上で、上記の式に基づいて与えられます。これは次のように表されます。

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線路に損失がない場合、受信機に伝送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線路に損失がある場合、上式で求めたアンテナ雑音電力を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、アンテナと受信機を接続する伝送線路の減衰係数が定数αである場合（図1を参照）、このとき、受信機のエンドポイント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 は受信機エンドポイントでのアンテナ温度、TA はアンテナエンドポイントで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 は伝送線路の物理温度です。
したがって、アンテナのノイズ電力は次のように修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、受信機のエンドポイントでのシステムノイズ電力は次のようになります。

Ps はシステムノイズ電力 (受信機エンドポイント)、Ta はアンテナノイズ温度 (受信機エンドポイント)、Tr は受信機ノイズ温度 (受信機エンドポイント)、Ts はシステム実効ノイズ温度 (受信機エンドポイント) 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、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、数Kから数千K（典型値は約10K）の範囲にあります。ターゲット放射の変化によって引き起こされるアンテナ端点におけるアンテナ温度の変化は、数十分の1K程度と小さくなる場合があります。

アンテナ入力と受信機のエンドポイントにおけるアンテナ温度は、数度も異なることがあります。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すれば、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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