8.4.2　天线噪声

天线噪声温度Ta可通过对所有来自外部噪声源的噪声分量进行积分来求得

式中Ta为天线噪声温度；θ为天线的仰角；φ为天线的方位角；G(θ，φ)为天线在(θ，φ)方向上的增益函数；Tb(θ，φ)为天线在(θ，φ)方向上的亮度温度；dΩ是单位立体角(在天线处对着噪声源的立体角)。

天线噪声主要包括银河系噪声、太阳系噪声、大气噪声、地面噪声、对方发射系统产生的噪声、天线损耗噪声等。

1)银河系噪声

银河系噪声是由外空间恒星和星际物质的热气体辐射产生的，它是地面接收天空背景噪声的主要来源。在银河系的中心，辐射功率相对较强，称为热空；在其他地方，辐射功率非常低，称为冷空。银河系噪声的功率随频率的增加而下降，当频率高于1 GHz时，其值可以忽略。天空中还存在一类天体，被称为射电星，它们是点状的辐射源，只有被大型天线对准时才能测量出其噪声功率。

2)太阳系噪声

太阳系噪声是指太阳系中太阳、行星(包括地球)、月亮产生的电磁辐射。

太阳是太阳系中最大的辐射源，其噪声温度不仅与频率有关，也与太阳的状态有关，因此噪声温度极不稳定。在太阳的寂静期，太阳的噪声温度近似为12000f-0.75 K。在太阳黑子活跃期，太阳的噪声温度要增加102到104 K。从地面上看，太阳的角直径大约为0.5°，应把太阳看做一个圆面。太阳的噪声温度在圆面的分布与波长有关，在米波频段，噪声温度随离开太阳圆面的中心距离增加而减少；在分米波频段，噪声温度在边缘得到加强；在厘米波频段，噪声温度近似为均匀分布。

太阳系中的各大行星及月亮也都是辐射源，如果天线指向这些天体，则天线接收的噪声功率是不能忽略的。比如卫星天线指向地球时，地球的噪声将对卫星产生显著的影响。

3)大气噪声

大气不仅产生损耗，还会产生噪声。可以把大气损耗路径看做是一个电阻，如果知道了大气的吸收和衰减损耗，则可计算出折算到其输出端，即输入到天线的噪声温度Tat。Tat的公式为

式中Lat是大气的吸收和衰减损耗；T0是标准噪声温度，等于290 K。

大气噪声是频率的函数，在1到10 GHz之间有一个低噪声窗口。同时大气噪声也是仰角的函数，仰角越高，电磁波穿过大气层的距离越短，大气噪声越小。

4)地面噪声

主要是指地面产生的辐射通过地面天线的副瓣和后瓣进入天线，从而产生噪声。尤其是天线仰角较低时，地面噪声的影响更加严重。

5)天线损耗噪声

天线损耗噪声是指由天线本体的介质损耗产生的噪声，主要是天线罩的噪声。在雨雪天气，天线罩产生的噪声显著增大。