Notícias - Noções básicas sobre antenas: Parâmetros básicos da antena

Objetos com temperaturas reais acima do zero absoluto irradiarão energia. A quantidade de energia irradiada é geralmente expressa em temperatura equivalente TB, comumente chamada de temperatura de brilho, que é definida como:

TB é a temperatura de brilho (temperatura equivalente), ε é a emissividade, Tm é a temperatura molecular real e Γ é o coeficiente de emissividade da superfície relacionado à polarização da onda.

Como a emissividade está no intervalo [0,1], o valor máximo que a temperatura de brilho pode atingir é igual à temperatura molecular. Em geral, a emissividade é uma função da frequência de operação, da polarização da energia emitida e da estrutura das moléculas do objeto. Em frequências de micro-ondas, os emissores naturais de boa energia são o solo com uma temperatura equivalente de cerca de 300 K, ou o céu na direção zenital com uma temperatura equivalente de cerca de 5 K, ou o céu na direção horizontal de 100 a 150 K.

A temperatura de brilho emitida por diferentes fontes de luz é interceptada pela antena e aparece noantenafinal na forma da temperatura da antena. A temperatura que aparece na extremidade da antena é dada com base na fórmula acima, após ponderar o padrão de ganho da antena. Ela pode ser expressa como:

TA é a temperatura da antena. Se não houver perda de incompatibilidade e a linha de transmissão entre a antena e o receptor não apresentar perdas, a potência de ruído transmitida ao receptor será:

Pr é a potência do ruído da antena, K é a constante de Boltzmann e △f é a largura de banda.

figura 1

Se a linha de transmissão entre a antena e o receptor apresentar perdas, a potência do ruído da antena obtida pela fórmula acima precisa ser corrigida. Se a temperatura real da linha de transmissão for igual a T0 em todo o seu comprimento e o coeficiente de atenuação da linha de transmissão que conecta a antena e o receptor for constante α, como mostrado na Figura 1, a temperatura efetiva da antena no ponto final do receptor será:

Onde:

Ta é a temperatura da antena no ponto final do receptor, TA é a temperatura do ruído da antena no ponto final da antena, TAP é a temperatura do ponto final da antena na temperatura física, Tp é a temperatura física da antena, eA é a eficiência térmica da antena e T0 é a temperatura física da linha de transmissão.
Portanto, a potência do ruído da antena precisa ser corrigida para:

Se o próprio receptor tiver uma determinada temperatura de ruído T, a potência de ruído do sistema no ponto final do receptor será:

Ps é a potência de ruído do sistema (no ponto final do receptor), Ta é a temperatura de ruído da antena (no ponto final do receptor), Tr é a temperatura de ruído do receptor (no ponto final do receptor) e Ts é a temperatura de ruído efetiva do sistema (no ponto final do receptor).
A Figura 1 mostra a relação entre todos os parâmetros. A temperatura de ruído efetiva do sistema, Ts, da antena e do receptor do sistema de radioastronomia varia de alguns K a vários milhares de K (o valor típico é de cerca de 10 K), variando com o tipo de antena e receptor e a frequência de operação. A variação na temperatura da antena na extremidade da antena, causada pela variação na radiação alvo, pode ser tão pequena quanto alguns décimos de K.

A temperatura na entrada da antena e no ponto final do receptor pode variar em muitos graus. Uma linha de transmissão curta ou com baixa perda pode reduzir significativamente essa diferença de temperatura para apenas alguns décimos de grau.

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