系統噪聲溫度是一種利用微波輻射計測量出的物體微波輻射能量。微波輻射計是測量物體微波輻射能量的被動遙感儀器，為了實現定量測量，通常需要對微波輻射計進行周期性實時或準實時定標。當微波輻射計的接收機在所要求動態範圍內滿足線性度指標時，微波輻射計的定標需要通過對已知亮度溫度的高溫參考和低溫參考的測量確定定標係數。
基本介紹
- 中文名：系統噪聲溫度
- 外文名：System noise temperature
- 學科：通信工程
- 領域：通信技術
- 範圍：通信
- 設備：微波輻射計
簡介,TOPER衛星上的微波輻射計TMR,天饋系統噪聲溫度分析,總結,
簡介
微波輻射計是用於測量物體微波輻射能量的被動遙感儀器，為了實現定量測量，通常需要對微波輻射計進行周期性實時或準實時定標。當微波輻射計的接收機在所要求動態範圍內滿足線性度指標時，微波輻射計的定標需要通過對已知亮度溫度的高溫參考和低溫參考的測量確定定標係數。星載微波輻射計作為一種以衛星為平台的輻射計，包括用於對觀測區域成像測量的掃描波束成像輻射計和用於對星下路徑上微波輻射進行測量的固定波束輻射計。
對於採用固定波束進行星下觀測的固定波束微波輻射計及早期的掃描成像微波輻射計，採用指向冷空的喇叭天線作為定標的低溫參考和採用精密溫控或測溫的定標負載作為高溫參考是一種常用的定標方式。它通過開關的切換使接收機交替地接收來自高溫匹配負載、冷空背景輻射和觀測視場內的微波輻射信號以實現定標和觀測。採用這種定標系統結構簡單，但是觀測信號和定標信號是通過不同的路徑進入接收機的，因此天線溫度TA的測量和冷空定標支路和觀測支路的天線、波導，匹配負載和開關的無線電技術特性以及它們的溫度有關。星載微波輻射計在軌運行時，處於高真空的太空環境中，它與外部環境的傳熱主要通過輻射方式進行。由於天線與太陽相對位置的變化、地球與衛星本體對太陽遮擋等的影響，太陽輻射和冷空背景輻射可使天線、天線與接收機之間的連線波導、實現定標與測量信號切換的開關以及接收機的溫度發生變化。在最壞情況下，裸露在衛星艙外的天線物理溫度的變化值可達±150℃;而在衛星艙內，一般將溫度控制在常溫水平，在5-35℃以內。
TOPER衛星上的微波輻射計TMR
以TOPER衛星上的微波輻射計TMR為例TMR在飛行的前六個月的溫度隨著太陽和地球之間的連線與軌道平面的夾角的周期變化而變化，最低溫度為5℃，最高溫度可達到25℃。天線、波導和開關的接觸面存在微小的不平度和它們之間的真空空隙，使得接觸熱阻增大，而且天線和波導部分裸露在衛星艙外，開關接收機部分在艙內，太空環境和衛星艙內環境的溫度差異將使連線開關和天線的波導存在一定的溫度梯度，這將會對計算波導的噪聲溫度帶來影響，進而形成天線溫度TA的相應變化。
主要對星載微波輻射計的天饋系統噪聲溫度特性進行分析，研究如何對天饋系統進行溫度監測，以滿足天線溫度測量精度的要求。
天饋系統噪聲溫度分析
星載微波輻射計觀測支路和定標支路具有相似的結構，不失一般性，以觀測支路為例分析觀測支路天饋系統各部分元件對觀測信號的影響。觀測信號TA經反射面、饋源、連線波導和選通開關到達接收機，由於上述器件都有一定的損耗，它們內部的噪聲溫度將對天線溫度TA形成新的貢獻。
因此，要想精確測量天線溫度TA，必須知道天饋系統各部分的噪聲溫度。首先分析反射面對天線溫度的影響。
總結
星載微波輻射計在軌運行時，太空環境的劇烈變化引起了星載微波輻射計天線、波導和接收機物理溫度的變化，改變了它們的噪聲溫度，這將引起天線溫度的變化並對系統定標和測量精度產生影響。
分析了反射面對觀測信號的影響，分析發現反射面相當於一個無損器件，不對信號產生衰減，對信號也沒有貢獻；計算了天線在-150℃-150℃溫度變化範圍內的自身噪聲溫度，結果表明天線噪聲溫度均隨著自身物理溫度的變化而變化，需要對上述器件進行實時溫度監測，以滿足天線溫度測量的要求。
