Actualités - Notions de base sur les antennes : Paramètres de base des antennes

Les objets dont la température réelle est supérieure au zéro absolu rayonnent de l'énergie. La quantité d'énergie rayonnée est généralement exprimée en température équivalente TB, aussi appelée température de brillance, qui est définie comme suit :

TB est la température de brillance (température équivalente), ε est l'émissivité, Tm est la température moléculaire réelle et Γ est le coefficient d'émissivité de surface lié à la polarisation de l'onde.

L'émissivité étant comprise entre 0 et 1, la température de brillance maximale que peut atteindre la matière est égale à la température moléculaire. De manière générale, l'émissivité dépend de la fréquence d'émission, de la polarisation de l'énergie émise et de la structure moléculaire de l'objet. Aux fréquences micro-ondes, les émetteurs naturels d'énergie de bonne qualité sont le sol (température équivalente d'environ 300 K), le ciel au zénith (température équivalente d'environ 5 K) ou le ciel horizontal (100 à 150 K).

La température de brillance émise par différentes sources lumineuses est interceptée par l'antenne et apparaît à laantenneLa température à l'extrémité de l'antenne est calculée à partir de la formule ci-dessus après pondération du diagramme de gain de l'antenne. Elle peut s'exprimer comme suit :

TA représente la température de l'antenne. En l'absence de pertes dues au désadaptation d'impédance et si la ligne de transmission entre l'antenne et le récepteur ne présente aucune perte, la puissance du bruit transmise au récepteur est :

Pr est la puissance du bruit de l'antenne, K est la constante de Boltzmann et △f est la bande passante.

figure 1

Si la ligne de transmission entre l'antenne et le récepteur présente des pertes, la puissance du bruit d'antenne obtenue par la formule ci-dessus doit être corrigée. Si la température réelle de la ligne de transmission est égale à T₀ sur toute sa longueur, et si le coefficient d'atténuation de la ligne reliant l'antenne au récepteur est constant α, comme illustré sur la figure 1, alors la température effective de l'antenne à l'extrémité du récepteur est :

Où:

Ta est la température de l'antenne au point d'extrémité du récepteur, TA est la température de bruit de l'antenne au point d'extrémité de l'antenne, TAP est la température physique du point d'extrémité de l'antenne, Tp est la température physique de l'antenne, eA est l'efficacité thermique de l'antenne et T0 est la température physique de la ligne de transmission.
Par conséquent, la puissance du bruit de l'antenne doit être corrigée comme suit :

Si le récepteur lui-même possède une certaine température de bruit T, la puissance de bruit du système au point d'extrémité du récepteur est :

Ps est la puissance de bruit du système (au point d'extrémité du récepteur), Ta est la température de bruit de l'antenne (au point d'extrémité du récepteur), Tr est la température de bruit du récepteur (au point d'extrémité du récepteur) et Ts est la température de bruit effective du système (au point d'extrémité du récepteur).
La figure 1 illustre la relation entre tous les paramètres. La température de bruit effective Ts du système d'antenne et de récepteur du système de radioastronomie varie de quelques kelvins à plusieurs milliers de kelvins (valeur typique d'environ 10 K), en fonction du type d'antenne et de récepteur ainsi que de la fréquence de fonctionnement. La variation de température de l'antenne à son extrémité, due à la variation du rayonnement de la cible, peut être de l'ordre de quelques dixièmes de kelvin.

La température de l'antenne à son entrée et à son extrémité de réception peut différer de plusieurs degrés. Une ligne de transmission courte ou à faibles pertes permet de réduire considérablement cet écart, jusqu'à quelques dixièmes de degré.

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