Temperatura de ruido (antena)

En aplicaciones de radiofrecuencia (RF) como radio, radar y telecomunicaciones, la temperatura de ruido de una antena es una medida de la densidad de potencia de ruido aportada por la antena al sistema receptor de RF general. Se define como "La temperatura de una resistencia que tiene una potencia de ruido térmico disponible por unidad de ancho de banda igual a la de la salida de la antena a una frecuencia especificada". En otras palabras, la temperatura de ruido de la antena es un parámetro que describe cuánto ruido produce una antena en un entorno determinado. Esta temperatura no es la temperatura física de la antena. Además, una antena no tiene una 'temperatura de antena' intrínseca. asociado a ello; más bien, la temperatura depende de su patrón de ganancia, la dirección de orientación y el entorno térmico en el que se encuentra.

Matemáticas

En aplicaciones RF, la potencia de ruido se define utilizando la relación Pnoise=kTB{displaystyle P_{noise}=kTB }, donde k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura del ruido, y B es el ancho de banda del ruido. Típicamente el ancho de banda de ruido es determinado por el ancho de banda del filtro de frecuencia intermedia (IF) del receptor de radio. Así, podemos definir la temperatura del ruido como:

T=PnoisekB=1kPnoiseB{displaystyle T={frac {fnMicroc}} {fnMicroc} {1}{k}{frac} {fn}} {fn}}} {fnK}}}}} {fn}}}}}}} {fn}}}}}}}} {fn}}}}}}}}}}}} {fn}}}}}}}}}}}}}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {}}}}}}} {}}}}}}}}}}}}}}} {}}}}}}}}}}}}}} {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Porque... k{displaystyle k} es una constante, podemos pensar efectivamente en T{displaystyle T} como potencia de ruido densidad espectral (en WHz{displaystyle {frac {textrm} {W}{textrm {Hz}}},) normalizado por k{displaystyle k}.

El ruido de antena es sólo uno de los contribuyentes a la temperatura de ruido general de un sistema de receptor RF, por lo que es típicamente subscripto, como TA{displaystyle T_{A}. Se añade directamente a la temperatura de ruido efectiva del receptor para obtener la temperatura total del ruido del sistema:

TS=TA+TE{displaystyle T_{S}=T_{A}+T_{E}

Fuentes de ruido de antena

La temperatura de ruido de la antena tiene contribuciones de muchas fuentes, que incluyen:

• Radiación de fondo cósmico
• Radiación galáctica
• Calefacción terrestre
• El sol
• La luna
• Dispositivos eléctricos
• La antena misma

El ruido galáctico es alto por debajo de 1000 MHz. Alrededor de 150 MHz, es de aproximadamente 1000 K. A 2500 MHz, se ha nivelado a alrededor de 10 K.

La Tierra tiene una temperatura estándar aceptada de 288 K.

El nivel de la contribución del sol depende del flujo solar. esta dado por

TA=3.468Fλ λ 210G/10{displaystyle T_{A}=3.468F{lambda } {2}}10^{G/10}

Donde F{displaystyle F} es el flujo solar,

λ λ {displaystyle lambda } es la longitud de onda,

y G{displaystyle G. es la ganancia de la antena en decibeles.

La temperatura de ruido de la antena depende del acoplamiento de la antena a todas las fuentes de ruido en su entorno, así como del ruido generado dentro de la antena. Es decir, en una antena direccional, la parte de la fuente de ruido a la que se cruzan los lóbulos principal y lateral de la antena contribuye proporcionalmente.

Por ejemplo, es posible que una antena satelital no reciba la contribución de ruido de la tierra en su lóbulo principal, pero los lóbulos laterales contribuirán con una parte del ruido de la tierra de 288K a su temperatura de ruido general.