Noticias - Fundamentos de antenas: Parámetros básicos de antena

Los objetos con temperaturas reales superiores al cero absoluto irradian energía. La cantidad de energía radiada suele expresarse en temperatura equivalente TB, comúnmente denominada temperatura de brillo, que se define como:

TB es la temperatura de brillo (temperatura equivalente), ε es la emisividad, Tm es la temperatura molecular real y Γ es el coeficiente de emisividad superficial relacionado con la polarización de la onda.

Dado que la emisividad se encuentra en el intervalo [0,1], el valor máximo que puede alcanzar la temperatura de brillo es igual a la temperatura molecular. En general, la emisividad depende de la frecuencia de operación, la polarización de la energía emitida y la estructura molecular del objeto. A frecuencias de microondas, los emisores naturales de buena energía son el suelo, con una temperatura equivalente de aproximadamente 300 K, el cielo en la dirección cenital, con una temperatura equivalente de aproximadamente 5 K, o el cielo en la dirección horizontal, de 100 a 150 K.

La temperatura de brillo emitida por diferentes fuentes de luz es interceptada por la antena y aparece en elantenaLa temperatura en el extremo de la antena se expresa mediante la fórmula anterior, tras ponderar el patrón de ganancia de la antena. Se puede expresar como:

TA es la temperatura de la antena. Si no hay pérdida por desajuste y la línea de transmisión entre la antena y el receptor no presenta pérdidas, la potencia de ruido transmitida al receptor es:

Pr es la potencia de ruido de la antena, K es la constante de Boltzmann y △f es el ancho de banda.

figura 1

Si la línea de transmisión entre la antena y el receptor presenta pérdidas, es necesario corregir la potencia de ruido de la antena obtenida con la fórmula anterior. Si la temperatura real de la línea de transmisión es igual a T0 en toda su longitud, y el coeficiente de atenuación de la línea que conecta la antena y el receptor es constante α, como se muestra en la Figura 1, en este momento la temperatura efectiva de la antena en el extremo del receptor es:

Dónde:

Ta es la temperatura de la antena en el punto final del receptor, TA es la temperatura de ruido de la antena en el punto final de la antena, TAP es la temperatura del punto final de la antena a temperatura física, Tp es la temperatura física de la antena, eA es la eficiencia térmica de la antena y T0 es la temperatura física de la línea de transmisión.
Por lo tanto, la potencia de ruido de la antena debe corregirse para:

Si el propio receptor tiene una determinada temperatura de ruido T, la potencia de ruido del sistema en el extremo del receptor es:

Ps es la potencia de ruido del sistema (en el punto final del receptor), Ta es la temperatura de ruido de la antena (en el punto final del receptor), Tr es la temperatura de ruido del receptor (en el punto final del receptor) y Ts es la temperatura de ruido efectiva del sistema (en el punto final del receptor).
La Figura 1 muestra la relación entre todos los parámetros. La temperatura de ruido efectiva (Ts) del sistema de antena y receptor del sistema de radioastronomía varía desde unos pocos K hasta varios miles de K (el valor típico es de unos 10 K), lo cual varía según el tipo de antena y receptor, así como la frecuencia de operación. El cambio de temperatura en el extremo de la antena causado por el cambio en la radiación del objetivo puede ser de tan solo unas décimas de K.

La temperatura de la antena en su entrada y en el extremo del receptor puede variar en muchos grados. Una línea de transmisión corta o de baja pérdida puede reducir considerablemente esta diferencia de temperatura a tan solo unas pocas décimas de grado.

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