Антенная температура

Антенная температура — величина, характеризующая мощность электромагнитного излучения, принимаемого антенной. Часто используется в радиоастрономии.

Антенная температура не имеет никакого отношения к физической температуре антенны. Так же, как и шумовая температура, она задается формулой Найквиста, и равна температуре резистора, который имел бы такую же мощность тепловых шумов. Отличие антенной и шумовой температуры заключается в том, что антенная температура характеризует полную мощность принимаемого излучения, т.е. как мощность шумов (шумы приемной аппаратуры, тепловое излучение атмосфера, земли и т.д.), так и мощность изучаемых радиоисточников. Если в диаграмму направленности не попадает ни одного радиоисточника, то антенная температура равна шумовой.

Связь с яркостной температурой

Мощность излучения можно записать, как через антенную температуру, так и через поток:

$P=kT_{a}\Delta\nu=\frac{1}{2}FA_{eff}$, где

$P$ — мощность, $\Delta\nu$ — полоса частот, $F$ — поток в полосе частот $\Delta\nu$, $A_{eff}$ — эффективная площадь антенны, $k$ — постоянная Больцмана $T_{a}$ — антенная температура. Поток в свою очередь связан с интенсивностью источника и его яркостной температурой:

$P=\frac{1}{2}A_{eff}\int\limits_{\Omega_s}\frac{2kT_b(\theta,\varphi)}{\lambda^2}A(\theta,\varphi)d\Omega$, где

$T_b(\theta,\varphi)$ — яркостная температура исследуемого источника, $A(\theta,\varphi)$ — диаграмма напревленности антенны $\Omega_s$ — телесный угол источника. В конечном итоге:

$T_{a}=\frac{1}{\Omega_a}\int\limits_{\Omega_s}T_b(\theta,\varphi)A(\theta,\varphi)d\Omega$, или $T_{a}=T_{b}\frac{\Omega_s}{\Omega_a}$ если $\Omega_s\ll\Omega_a$ (источник достаточно мал).

$\Omega_a=\int\limits_{4\pi}A(\theta,\varphi)d\Omega$ — эффективный телесный угол антенны.

См. также

• Шумовая температура антенны
• Яркостная температура

Литература

1. Каплан С. А. Элементарная радиоастрономия. — «Наука», 1966.