ノイズ温度（アンテナ）

ラジオ、レーダー、電気通信などの無線周波数 (RF) アプリケーションでは、アンテナのノイズ温度は、アンテナが RF 受信システム全体に与えるノイズ電力密度の尺度です。これは、「指定された周波数でのアンテナ出力の熱ノイズ電力と等しい単位帯域幅あたりの利用可能な熱ノイズ電力を持つ抵抗器の温度」と定義されます。^[1] 言い換えると、アンテナのノイズ温度は、特定の環境でアンテナが生成するノイズの量を表すパラメーターです。この温度は、アンテナの物理的な温度ではありません。さらに、アンテナには固有の「アンテナ温度」が関連付けられているわけではなく、温度はアンテナのゲイン パターン、指向方向、およびアンテナが配置されている温度環境によって異なります。

RF アプリケーションでは、ノイズ電力はP _noise = kTBの関係を使用して定義されます。ここで、kはボルツマン定数、Tはノイズ温度、Bはノイズ帯域幅です。通常、ノイズ帯域幅は、無線受信機の中間周波数(IF) フィルタの帯域幅によって決まります。したがって、ノイズ温度は次のように定義できます。

${\displaystyle T={\frac {P_{\text{noise}}}{kB}}={\frac {1}{k}}{\frac {P_{\text{noise}}}{B}}}$

kは定数なので、 T をkで正規化されたノイズ電力スペクトル密度 (単位は W/Hz) として考えることができます。

アンテナノイズは、RF受信機システムの全体的なノイズ温度に寄与する要因の1つにすぎないため、通常はT _Aのように添え字で表されます。これを受信機の実効ノイズ温度に直接加算して、システム全体のノイズ温度が得られます。^[2]

${\displaystyle T_{S}=T_{\text{A}}+T_{\text{E}}}$

アンテナのノイズ温度には、次のようなさまざまな要因が影響します。

• 宇宙マイクロ波背景放射
• 銀河放射線
• 地球温暖化
• 太陽​
• 月​
• 電気機器
• アンテナ自体

銀河のノイズは 1000 MHz 以下では高くなります。150 MHz 付近では約 1000 K です。2500 MHz では約 10 K で安定しています。

地球の標準温度は 288 K と認められています。

太陽の寄与のレベルは太陽放射量に依存し、次のように表される。

${\displaystyle T_{\text{A}}=3.468\,F{{\lambda }^{2}}10^{G/10}}$

太陽の放射量は どこにあるのか${\displaystyle F}$

${\displaystyle \lambda }$波長は

アンテナの対数利得をデシベルで表したものです 。${\displaystyle G}$

アンテナのノイズ温度は、アンテナとその環境内のすべてのノイズ源との結合、およびアンテナ内で生成されるノイズに依存します。つまり、指向性アンテナでは、アンテナのメイン ローブとサイド ローブが交差するノイズ源の部分が比例して寄与します。

たとえば、衛星アンテナはメインローブで地球からのノイズ寄与を受けないかもしれませんが、サイドローブは 288 K の地球ノイズの一部を全体のノイズ温度に寄与します。

• ノイズ温度
• ジョンソン・ナイキストノイズ
• 連邦規格 1037C
• ミリタリースタンダード188

Arrl UHF/マイクロ波実験者マニュアル。ニューイントン：アメリカ無線中継連盟。1990年。ISBN 0-87259-312-6。

「ITU P.372: 無線ノイズ」。 ITU 。2019 年7 月 4 日に取得。