Anténa zisk-šum-teplota - Antenna gain-to-noise-temperature

tento článek pravděpodobně potřebuje reorganizaci, aby vyhověla požadavkům Wikipedie pokyny pro rozložení. Pomozte prosím editaci článku vylepšit celkovou strukturu. (červen 2013) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Anténa zisk-šum-teplota (G / T.) je hodnota zásluh při charakterizaci anténa představení, kde G je zisk antény v decibely při příjmu frekvence, a T je ekvivalent teplota hluku přijímacího systému v kelvinů. Teplota šumu přijímacího systému je součtem teploty šumu antény a RF řetězec teplota šumu mezi svorkami antény a výstupem přijímače.

Teplota antény (T_mravenec) je parametr, který popisuje, kolik šumu anténa v daném prostředí produkuje. Anténa teplota hluku není fyzickou teplotou antény, ale spíše vyjádřením dostupného šumového výkonu na přírubě antény. Kromě toho s anténou není spojena vlastní „teplota antény“; teplota spíše závisí na jejím zesílení a tepelném prostředí, ve kterém je umístěna. Teplota antény se také někdy označuje jako teplota šumu antény. K definování prostředí zavedeme rozložení teploty - to je teplota v každém směru daleko od antény ve sférických souřadnicích. Například noční obloha je zhruba 4 K.; hodnota teplotního vzorce ve směru zemské země je fyzikální teplota zemské země. Toto rozdělení teploty bude zapsáno jako T_S(θ, φ). Teplota antény se tedy bude lišit v závislosti na tom, zda je směrovaná a směřuje do vesmíru nebo hledí do slunce.

Pro anténu se vzorem záření daným G(θ, φ) je teplota šumu matematicky definována jako:

${displaystyle T_ {ext {A}} = {frac {1} {4pi}} int _ {0} ^ {2pi} int _ {0} ^ {pi} G (heta, varphi) T_ {ext {S}} (heta, varphi) sin (heta); d heta dvarphi}$ ^[1]

To uvádí, že teplota obklopující anténu je integrována do celé koule a je vážena radiačním vzorem antény. Izotropní anténa by tedy měla teplotu šumu, která je průměrem všech teplot kolem antény; u dokonale směrové antény (s tužkovým paprskem) bude teplota antény záviset pouze na teplotě, na kterou se anténa „dívá“.

Síla hluku P_N (ve wattech) přijaté z antény při teplotě T_A lze vyjádřit šířkou pásma, B, že anténa (a její přijímač) pracují přes:

${displaystyle P_ {ext {N}} = kT_ {ext {A}} B}$,^[2]

kde k je Boltzmannova konstanta (1.38064852(79)×10⁻²³ J /K.). Přijímač má také přidruženou teplotu, T_Ea celková teplota systému T (anténa plus přijímač) má kombinovanou teplotu danou T = T_A + T_E. Tuto teplotu lze použít ve výše uvedené rovnici k nalezení celkového šumového výkonu systému. Tyto koncepty začínají ilustrovat, jak musí inženýři antén pochopit přijímače a související elektroniku, protože výsledné systémy do značné míry závisí na sobě.

Parametrem, který se často vyskytuje ve specifikačních listech pro antény, které pracují v určitých prostředích, je poměr zisku antény dělený teplotou antény (nebo teplotou systému, pokud je specifikován přijímač). Tento parametr je zapsán jako G / T.a má jednotky dB ·K.⁻¹.

G / T. Výpočet

G / T. je hodnota zásluh pro satelitní systém.

G je zisk antény pro příjem.
T je teplota hluku systému.

Teplota hluku systému = teplota hluku antény + teplota hluku přijímače (LNA)

Teplota šumu antény je síla šumu pozorovaná na přijímacím výstupu antény. (Do LNA)

Pokud tedy neměříme pomocí LNA nebo přijímače

Teplota šumu systému = teplota šumu antény.
Toto není reprezentativní hodnota pro výpočet G / T. od G / T. se týká přijímacího výkonu antény i přijímače.

Výběr clony antény

Clona satelitní antény úzce souvisí s faktorem kvality (G / T. hodnota) pozemské stanice. G / T. hodnota a poptávka po satelitním výkonu, tj. ekvivalentní šířka pásma nájemného, ​​ukazují logaritmický lineární vztah. Jinými slovy, hodnota ekvivalentní šířky pásma nájemného se zvyšuje se zúžením otvoru antény. Proto při výběru clony pozemské stanice není menší, tím lepší. A otvor pozemské stanice by měl dělat kompromis mezi prostorem nad hlavou (ekvivalentní šířka pásma nájemného) a zemí nad hlavou (otvor antény), aby systém dosáhl optimálního rozdělení.

Dosažitelný G / T s aktuální anténou VSAT v pásmech C & Ku (elevační úhel E = 35 stupňů)

Průměr G / T.
3,8 m 21.7
7,5 m 25,3
11m 31.7

Reference

[1] s. 32, Thomas A. Milligan, Modern Antenna Design, 2. vydání, IEEE Press [2] s. 32, Thomas A. Milligan, Modern Antenna Design, 2nd Edition, IEEE Press

Tento článek zahrnujepublic domain materiál z Obecná správa služeb dokument: „Federální norma 1037C“.
Informační knihovna Tartle