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1、‘1泊、.J72956公‘优第卷第期遥测技术16陆地卫星地面站天线系统G/T值计算路圣业(中国科学院空间中心地而部)提要:、、本文分析了北京陆地卫星地面站(北京站)天线的效率增益俯仰“、、角为5时的天线噪声温度馈线损失引起的系统噪声温度增加场放和场放后面、,G,各级对系统噪声温度的影响最治计算了系统各个参考卢上天线的/T值计算:、结果表明天线系T,幻选择统的G/值只与天线俯仰角的高低有关与系统参考卢。无关、、一引言二天线效平和增益“,北京陆地卫二地面站(以下统称北京{匕龙汀站的天线是二个波段共用灼卡塞格”、、、站
2、)是一个在SX波段上跟踪接收记伦系统,其主要参数如下:,x、、Dm二:录陆地卫星在波段上跟踪接收记录主反射面(抛物而)直径10来。‘M二.sPOT卫星的地而设备表征这一设备性能焦径比F/D039G。的重要指标是地而站性能指数一/T泣副反射面(旋转双曲面)直径.G定义为在整个天线接收系统中某一参考点D:二152米。.上的总增益T定义为同一参考点上系统噪偏心率e“155。。G/TG/:声温度二者之比称为值T值共示意图如图1所示。的单位为dB/KG/T值与熟知的载噪比。(C/N)和信噪比(s/N)直接有关G值大表,明卫
3、星发射功率一定时天线接收的;T功率多值小表明天线接收弱信号的能力强,’即探测距离远。不.5之为了使北京站具有正常的通道通信能-力,必GT,须有一确定的/值这个值可通。过理论分析得到系统的增益G是能精确计,算出来的而天线的噪声温度T则只能在晴朗天空,假定条件下进行分析因此有一定近。似性图1北京站的卡氏天线Sx:波段四个喇叭和波段四个喇叭是专由表1看出S波段在夭线输出端效率〔’〕,.,^。;为双波段跟踪而分别设置的其尺寸示为04045增益G为4357dBX波段在。.,^于图2天线输出端效率为03946增益G为54.6
4、4d。B、三天线噪声温度分析计算当天线置于某一方向时,天线接收未自宇宙和地面的噪声,辐射接收的噪声功率不,而仅与噪声辐射的性质有关且与天线本身心叨的方向性系。,数有关对同一天线指向地面比;指向夭空接收的噪声功率大得多对同一,经由天线噪声辐射源主波束进入的噪声功。率比从旁瓣进人的大得多”图2喇叭孔径近似尺寸根据夭线效率可计算仰角为5时天线噪〔2’,S,声温度今分别对X波段噪声温度:天线增益与天线孔径面积关系为。进行计算GA二4二劝A“久2/(1):S波段(:A,1)G式中为天线增益1.:=.,主面漏失勺09120主
5、面漏,月为天线效率:,,失能量为1一勺其一半到地面取地面温A,为天线有效截面积度T。二29oK,则噪声贡献为:。久为工作波长T,“一12X(1一勺2)Te二12。76K〔3’,文献对天线效率进行了分析计算。,结果列于表1主面漏失能量另一半到空中取空中平、表1sX波段天线效率.S2265GHz)X波段(8.2Gz波段(H)项目效率增益或损失(dB)效率增益或损失(dB58·68天线增益147。501】11=。。。八U1八曰1八任1nU八U沼土一乃勺曰Q甲n口‘1任二d1tJ-oC,八1落孔径照明107709一113
6、07677一5U1匕nb匕、12=。。。主西味失109120一04009506s=。1nUnUnUnUQJ11n任Un甘工丹了J厅八qOJ了月了n匕月。副面i民失劝07244一4匕07499副而及支撑遮挡n4=0。83950。8395农面公差门5=0。99080。8892相位及交叉极化{1。=0。97050。9817·.VS“2〕’17=.09840V{)109840资},=.。}0404503946一止二‘兰一)一23一二,:均温度T舀25K则贡献噪声为、Z二:X一2=·四T(‘。,T‘‘‘OK有源和无源器件
7、的噪声含温度2.,:=0.7244。副面漏失副面漏1一勺。)2,,北京站天线接收系统都是由有源器件和失能量为(”其一半到地面则,:无源器件组成的它们的噪声温度是可以计噪声贡献为。有源器件甲i.算的(如场放)的噪声温度对系统3Ze二1二=X(1一勺)月T3645K—。艺噪声温度影响很大在场放的输人端产生的:,:有效输入噪声温度为另一半到空中则噪声贡献为EI=一1。T(F)T(2)‘二一i23Z二.TX(1一勺)勺T二314K(,F,2)式中为噪声系数定义为场。。8.遮们‘=0.8395:放输入信噪比与场放输出信噪比
8、之比T为档当口径均匀,。照射时,遮挡系数定义为1一刀4二S。/=环境温度一般取为29oKA、副面及,对无源器件(如同轴电缆功率分配器其支撑遮挡面积/总口径面积即遮,挡总能量为1一”‘,这,等),不仅使通过它的能量产生衰减而且个能量为宽角辐射,,1一,‘2,3,,由于欧姆损失也产生一定的热噪声增大漏过部分为()”一半到地面。:系统噪声温度一个欧姆损失为L(dB)的无则噪声温
