Русская Википедия:Шумовая температура антенны
Шумовая температура антенны — <math>T_{na}</math> — температура, вызванная излучением окружающей среды в отсутствие исследуемого источника[1], и тепловыми потерями в облучающей системе[2][3]. <math>T_{na}</math> не имеет никакого отношения к физической температуре антенны. Она задается формулой Найквиста, и равна температуре резистора, который имел бы такую же мощность тепловых шумов в данной полосе частот:
<math>P=kT_{na}\Delta\nu</math>,
где <math>P</math> — мощность шумов, <math>k</math> — постоянная Больцмана, <math>\Delta\nu</math> — полоса частот.
Источником шумов является не сама антенна, а шумящие объекты на Земле и в космосе. Космическая составляющая шума зависит от диаметра антенны: чем больше диаметр и усиление, тем уже основной лепесток диаграммы направленности, соответственно, меньше посторонних космических шумов антенна усиливает вместе с полезным сигналом. Земная составляющая шумовой температуры антенны зависит от угла места — чем ниже «смотрит» антенна, тем больше она принимает индустриальных помех и шумов от источников на поверхности Земли. Поэтому шумовая температура — не постоянная величина, а функция от угла места. Как правило, она указывается в спецификации для одного или нескольких значений угла места. Типичная шумовая температура параболической антенны диаметром 90 см в Ku-диапазоне для угла места 30 градусов — 25-30К.
Шумовая температура антенны в радиоастрономии
Понятие шумовой температуры антенны <math>T_{na}</math> наряду с понятием антенной температуры <math>T_{a}</math> широко применяется в радиоастрономии. Антенная температура <math>T_{a}</math> характеризует полную мощность принимаемого антенной излучения, т.е. мощность шумов и мощность изучаемых объектов, в то время как шумовая температура <math>T_{na}</math> — только мощность шумов (мешающих факторов). Если в диаграмму направленности не попадает ни одного радиоисточника, то антенная температура равна шумовой <math>T_{a} = T_{na}</math>. Таким образом полезный сигнал зависит от разности антенной и шумовой температур <math>T_{s} = T_{a} - T_{na}</math>.
Как правило шумовая температура состоит из двух частей: постоянной и стохастической. Постоянную составляющую можно компенсировать, а вот стохастическая накладывает фундаментальные ограничения на чувствительность радиотелескопов. Поэтому для увеличения соотношения сигнал/шум при проектировании радиотелескопов основное внимание уделяется уменьшению стохастической составляющей. Для этого применяют малошумящие усилители, охлаждение приемников жидким азотом или гелием и прочее.
См. также
Примечания
Ссылки
развернутьПартнерские ресурсы |
---|