天線温度

天線温度是射電天文學中用來度量射電望遠鏡接收功率的一個量。按照尼奎斯特定理，一個處於絕對温度T的電阻在頻寬Δv內所產生的噪聲功率為，式中k為玻耳茲曼常數，假定天線是無損耗的，並與輸出端匹配，則可以把天線接收天體射電後輸出的功率W表示為。這裏的Δv為接收系統的頻帶寬度；TA就稱為射電望遠鏡接收該射電源的天線温度。

其物理意義為，當天線以一個等效電阻代替時，為取得與接收天線射電功率W相同的噪聲功率輸出，該電阻應具有的温度。天線温度僅代表天線接收功率的大小，而與天線和環境介質的温度無關。若天線有效面積為A(θ，嗞)，天線指向亮温度分佈為TB(θ，嗞)的源（亮温度TB表徵天體上每一部分發出的或來自某一方向的射電強度），即天線温度等於以波長平方為單位、天線有效面積為權重的亮温度對全天空的積分。

測量誤差分析與數據處理在科學實驗和生產實踐中佔有極其重要的地位，它是提高測量準確度，保證獲取信息可靠性的重要手段。在許多場合，因被測對象的特點不宜進行直接測量，或是為了追求更好的測量效果而需要採用間接測量。

天線輸出的是電壓值，而目標亮温反演需要用到天線口面的温度值。因此需要把電壓值轉化為温度值，轉換方程為

其中:T₀是環境的絕對温度值，T₀=283K；

T_x是輻射計的標準噪聲源温度；T_x=82。9K；

U₀是NGD關時對匹配負載測得的電壓；

U₁是NGD開時對匹配負載測得的電壓；

U是測得的目標電壓。

可知，在不考慮其它測試條件和環境誤差下，測試的結果誤差主要來自在不同測試條件下的輸出電壓誤差U₀，U₁，U，且各誤差相對獨立。由於每個變量的測試均有一定的隨機性，故f可看作變量U₀，U₁，U的隨機變量函數。 ^[1] 

在夜晚因為沒有太陽光的照射，且在反射面周圍空氣温度幾乎沒有差別的情況下，天線表面與空氣接觸良好，使得温度場分佈均勻，同時，天線與空氣的對流換熱在漫長的夜晚達到了一定平衡，從而使得天線温度與環境温度的變化趨勢具有較大的相似性，這種特點在日出前的凌晨和日落兩個小時後的夜間尤其明顯。

天線反射面的升温幅度及高低温差受環境温度影響不大，而與太陽的輻射強度與太陽入射角度等有很大關係。天線反射面的高低温差最大點出現在入射角度為52．7¢X左右的時候，既太陽輻射光線與反射面邊緣相切時。而太陽輻射直射反射面時面板温差反而很小。

天線反射面各節點的總變形位移量和天線同一時刻的高低温差關係不是特別大，而與最高温度卻有很大關係。而z軸方向的位移卻受到温差的一定影響。

在一天中，雖然天線反射面温度分佈和高低温數值在變化，其入射角度、形變量也在變化，但最大應力值的變化卻不十分明顯。而最小應力值，在白天温度值相比於夜晚有升高，但變化很微小。在夜晚反射面最大應力、平均應力和最小應力相對來説均變得更小。白天與夜晚相比，在最大應力上基本差距在3個數量級左右，最小應力值差距約為5個數量級左右。 ^[2] 

常用的天線口面温度定標源是微波黑體輻射標準源(簡稱黑體源)，它是一種新型的微波噪聲標準源，1985年通過由中國科學院南京分院組織的鑑定。鑑定認為黑體輻射源輻射穩定，温度準確可靠，與喇叭口面匹配容易，因此適合於天線口面温度定標。

微波黑體輻射源是基於普郎克原理製成。的當黑體與環境温度處於熱動平衡時，黑體的輻射率即等於它的吸收率，它的有效輻射温度近似等於黑體所處環境的温度。 ^[3]