Шумова температура антени

Шумова температура антени — $T_{na}$ — температура, викликана випромінюванням навколишнього середовища при відсутності досліджуваного джерела, та тепловими втратами в системі опромінення. $T_{na}$ не має жодного відношення до фізичної температури антени. Вона задається формулою Найквіста, та дорівнює температурі резистора, який мав би таку ж потужність теплових шумів в даній смузі частот:

$P=kT_{na}\Delta \nu$,

де $P$ — потужність шумів, $k$ — стала Больцмана, $\Delta \nu$ — смуга частот.

Джерелом шумів являеться не сама антена, а об'єкти на Землі та в космосі, що випромінюють шуми. Космічна складова шуму залежить від діаметру антени: чим більший діаметр і підсилення, тим вужча основна пелюстка діаграми направленості, відповідно, менше сторонніх космічних шумів антена підсилює разом з корисним сигналом. Земна складова шумової температури антени залежить від кута місця — чим нижче «дивиться» антена, тим більше вона приймає індустріальних завад і шумів від джерел на поверхні Землі. Тому шумова температура — не постійна величина, а функція від кута місця. Як правило, вона вказується в специфікації для одного чи кількох значень кута місця. Типова шумова температура параболічної антени діаметром 90 см в Ku-диапазоні для кута місця 30 градусів — 25-30К.

Шумова температура антени в радіоастрономії

Поняття шумової температури антени $T_{na}$ поряд з поняттям антенної температури $T_{a}$ широко використовується в радіоастрономії. Антенна температура $T_{a}$ характеризує повну потужність прийнятого антеною випромінювання, тобто потужність шумів та потужність об'єктів вивчення, в той час як шумова температура $T_{na}$ — лише потужність шумів (факторів завад). Якщо в діаграму направленості не попадає жодного радіоджерела, то антена температура дорівнює шумовій $T_{a}=T_{na}$. Таким чином корисний сигнал залежить від різниці антенної та шумової температур $T_{s}=T_{a}-T_{na}$.

Як правило шумова температура складається з двох частин: постійної та стохастичної. Постійну складову можна компенсувати, а от стохастична накладає фундаментальні обмеження на чутливість радіотелескопів. Тому для збільшення співвідношення сигнал/шум при проектуванні радіотелескопів основна увага приділяється зменшенню стохастичної складової. Для цього використовують підсилювачі з низьким рівнем шумів, охолодження приймачів рідким азотом або геліем тощо.

Див. також

Антенна температура

Посиланняи

• Большая советская энциклопедия : в 30 т. / главн. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : «Советская энциклопедия», 1969—1978. (рос.)
• www.astronet.ru