Gli oggetti con temperature effettive superiori allo zero assoluto irradieranno energia.La quantità di energia irradiata è solitamente espressa in temperatura equivalente TB, solitamente chiamata temperatura di luminosità, che è definita come:
TB è la temperatura di luminosità (temperatura equivalente), ε è l'emissività, Tm è la temperatura molecolare effettiva e Γ è il coefficiente di emissività superficiale relativo alla polarizzazione dell'onda.
Poiché l'emissività è nell'intervallo [0,1], il valore massimo che la temperatura di luminosità può raggiungere è pari alla temperatura molecolare.In generale, l'emissività è funzione della frequenza operativa, della polarizzazione dell'energia emessa e della struttura delle molecole dell'oggetto.Alle frequenze delle microonde, gli emettitori naturali di buona energia sono il suolo con una temperatura equivalente di circa 300K, o il cielo in direzione zenitale con una temperatura equivalente di circa 5K, o il cielo in direzione orizzontale di 100~150K.
La temperatura di luminosità emessa da diverse sorgenti luminose viene intercettata dall'antenna e appare sulantennaterminano sotto forma di temperatura dell'antenna.La temperatura che appare all'estremità dell'antenna viene data in base alla formula precedente dopo aver ponderato il modello di guadagno dell'antenna.Può essere espresso come:
TA è la temperatura dell'antenna.Se non vi è alcuna perdita di disadattamento e la linea di trasmissione tra l'antenna e il ricevitore non presenta perdite, la potenza di rumore trasmessa al ricevitore è:
Pr è la potenza del rumore dell'antenna, K è la costante di Boltzmann e △f è la larghezza di banda.
Figura 1
Se la linea di trasmissione tra l'antenna e il ricevitore presenta perdite, è necessario correggere la potenza del rumore dell'antenna ottenuta dalla formula precedente.Se la temperatura effettiva della linea di trasmissione è uguale a T0 per l'intera lunghezza e il coefficiente di attenuazione della linea di trasmissione che collega l'antenna e il ricevitore è costante α, come mostrato nella Figura 1. In questo momento, l'antenna effettiva la temperatura all'endpoint del ricevitore è:
Dove:
Ta è la temperatura dell'antenna all'estremità del ricevitore, TA è la temperatura del rumore dell'antenna all'estremità dell'antenna, TAP è la temperatura dell'estremità dell'antenna alla temperatura fisica, Tp è la temperatura fisica dell'antenna, eA è l'efficienza termica dell'antenna e T0 è la temperatura fisica temperatura della linea di trasmissione.
Pertanto, la potenza del rumore dell’antenna deve essere corretta per:
Se il ricevitore stesso ha una certa temperatura di rumore T, la potenza di rumore del sistema all'endpoint del ricevitore è:
Ps è la potenza del rumore del sistema (al punto finale del ricevitore), Ta è la temperatura del rumore dell'antenna (al punto finale del ricevitore), Tr è la temperatura del rumore del ricevitore (al punto finale del ricevitore) e Ts è la temperatura del rumore effettiva del sistema (al punto finale del ricevitore).
La Figura 1 mostra la relazione tra tutti i parametri.La temperatura effettiva del rumore Ts dell'antenna e del ricevitore del sistema radioastronomico varia da pochi K a diverse migliaia di K (il valore tipico è di circa 10 K), che varia a seconda del tipo di antenna e ricevitore e della frequenza operativa.La variazione della temperatura dell'antenna nel punto finale dell'antenna causata dalla variazione della radiazione del bersaglio può essere piccola, fino a pochi decimi di K.
La temperatura dell'antenna all'ingresso dell'antenna e al punto finale del ricevitore può differire di molti gradi.Una linea di trasmissione di breve durata o con basse perdite può ridurre notevolmente questa differenza di temperatura fino a pochi decimi di grado.
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Orario di pubblicazione: 21 giugno 2024
