天線增益到噪聲溫度
天線增益到噪聲溫度( g/t )是天線性能表徵的優點,其中g是在接收頻率下的分貝中的天線增益, t是接收系統的等效噪聲溫度開爾文。接收系統噪聲溫度是天線噪聲溫度的總和, RF鏈噪聲溫度從天線端子到接收器輸出。
天線溫度( T ANT )是一個參數,描述了天線在給定環境中產生多少噪聲。天線噪聲溫度不是天線的物理溫度,而是天線法蘭處可用噪聲功率的表達。此外,天線沒有與之相關的固有的“天線溫度”。相反,溫度取決於其增益模式和放入的熱環境。天線溫度有時也稱為天線噪聲溫度。為了定義環境,我們將引入溫度分佈 - 這是遠離球形坐標天線的各個方向的溫度。例如,夜空大致4 K ;溫度模式在地球地面方向上的值是地球地面的物理溫度。該溫度分佈將寫為T S (θ,φ)。因此,天線的溫度將根據定向並指向太空還是凝視太陽的溫度會有所不同。
對於具有G (θ,φ)給出的輻射模式的天線,噪聲溫度在數學上定義為:
這表明天線周圍的溫度在整個球體上都集成,並由天線的輻射模式加權。因此,各向同性天線的噪聲溫度是天線周圍所有溫度的平均值。對於完美的定向天線(帶有鉛筆梁),天線溫度僅取決於天線“看起來”的溫度。
可以根據帶寬B表示噪聲功率P n (瓦特)從溫度t a處接收到的噪聲功率P n ,即天線(及其接收器)正在運行:
- ,
其中k是玻爾茲曼常數( 1.380 648 52 (79) × 10 -23 J / K )。接收器還具有與之相關的溫度,並且總系統溫度t (天線加接收器)的合併溫度由t = t a + t e給出。該溫度可以在上述方程式中使用,以找到系統的總噪聲功率。這些概念開始說明天線工程師必須如何理解接收器和相關的電子設備,因為所得系統彼此之間很大程度上取決於彼此。
在某些環境中運行的天線的規範表中經常遇到的參數是天線增益之比除以天線溫度(如果指定了接收器,則是系統溫度)。該參數寫為g/t ,具有db · k -1的單位。
G/T計算
g/t是衛星系統的優點。
G是接收天線增益。
T是系統噪聲溫度。
系統噪聲溫度=天線噪聲溫度 +接收器噪聲溫度(LNA)
天線噪聲溫度是天線接收輸出處看到的噪聲功率。 (到LNA)
如果我們不使用LNA或接收器進行測量,則
系統噪聲溫度=天線噪聲溫度。
這不是計算G/T的代表性值,因為G/T與天線和接收器的接收性能有關。
天線孔的選擇
衛星天線孔徑與地球站的質量因子( g/t值)密切相關。 G/T值和衛星功率需求,即等效的租金帶寬,是對數線性關係。因此,等效租金帶寬的價值隨天線孔的狹窄而增加。
因此,在選擇地球站孔徑時,它不是較小的情況,越好。地球站的孔應應在空間頂部(等效租金帶寬)和地面頂部(天線孔)之間做出妥協,以使系統達到最佳分配。
C&KU頻段中的電流VSAT天線可實現的G/T(高程e = 35度)
直徑g/t
3.8m 21.7
7.5m 25.3
11m 31.7