Noticias - Conceptos básicos de antenas: Parámetros básicos de antenas

Los objetos con temperaturas reales superiores al cero absoluto irradian energía. La cantidad de energía irradiada se suele expresar en temperatura equivalente TB, generalmente 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. En frecuencias de microondas, los emisores naturales de buena energía son el suelo, con una temperatura equivalente de aproximadamente 300 K; el cielo en dirección cenital, con una temperatura equivalente de aproximadamente 5 K; o el cielo en dirección horizontal, con una temperatura de entre 100 y 150 K.

La temperatura de brillo emitida por diferentes fuentes de luz es interceptada por la antena y aparece en elantenafinaliza en forma de temperatura de la antena. La temperatura que aparece en el extremo de la antena se obtiene a partir de 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 pérdidas por desadaptación y la línea de transmisión entre la antena y el receptor no tiene 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, la potencia de ruido de la antena obtenida a partir de la fórmula anterior debe corregirse. Si la temperatura real de la línea de transmisión es la misma que T0 en toda su longitud, y el coeficiente de atenuación de la línea de transmisión que conecta la antena y el receptor es una constante α, como se muestra en la Figura 1, entonces la temperatura efectiva de la antena en el extremo del receptor es:

Dónde:

Ta es la temperatura de la antena en el extremo del receptor, TA es la temperatura de ruido de la antena en el extremo de la antena, TAP es la temperatura del extremo 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 a:

Si el 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 efectiva de ruido del sistema Ts de la antena y el receptor del sistema de radioastronomía oscila entre unos pocos Kelvin y varios miles de Kelvin (el valor típico es de aproximadamente 10 Kelvin), y varía según el tipo de antena y receptor y la frecuencia de operación. El cambio en la temperatura de la antena en su extremo, provocado por la variación de la radiación del objetivo, puede ser de tan solo unas décimas de Kelvin.

La temperatura de la antena en la entrada y en el extremo del receptor puede diferir en varios grados. Una línea de transmisión corta o de baja pérdida puede reducir considerablemente esta diferencia de temperatura, hasta unas décimas de grado.

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