卫星通信接收天线GT值速查表：如何根据天线说明书上的GT反算出天线等效口径

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#相控阵天线 #G/T #等效口径 #卫星通信

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卫星通信接收天线G/T值速查表：如何根据天线说明书上的G/T反算出天线等效口径

当我们看到一份相控阵天线的技术参数表，上面写着“G/T = 9.5 dB/K”时，心里可能会冒出一个疑问：这到底相当于多大口径的抛物面天线？如果用传统抛物面天线来替代，需要多大尺寸的天线才能达到同样的接收性能？

比如下面这个Ku相控阵天线的技术，G/T的指标是：≥8.2dB/K@ 离轴角0°@11.7GHz；≥4.1dB/K@离轴角65°@全频段。

某型号相控阵天线指标

下面这个Ku相控阵天线的G/T指标是：≥9.5dB/K@11.7GHz@40K背景噪声。

相控阵天线指标

在卫星通信系统设计中，**G/T（增益与系统噪声温度之比）**是衡量地面站接收能力的核心指标。它综合反映了天线增益、馈线损耗、LNB噪声系数以及环境噪声的影响，是链路预算中最关键的输入之一。

然而，现实中的天线的技术说明书并不总是完整的：

抛物面天线规格书中常只提供增益指标，没有给出G/T；
相控阵天线规格书中常常标称了G/T，却难以直观评估其性能等级，不知道等效多大口径的抛物面天线。

为此，今天这个文章我们利用天线G/T的计算方法，建立了一套实用的 Ku/Ka频段抛物面天线G/T速查表，并配套提供可离线运行的小程序工具。通过清晰的计算流程和真实参数案例，我们可以实现：

快速估算任意口径抛物面天线的G/T值；
根据已知G/T反推天线的等效口径；
理解影响G/T的关键因素及其工程意义。

一、抛物面天线G/T的计算原理

天线关键参数设定

如果我们需要评估一款典型的Ku频段卫星通信接收系统，给定以下参数：

参数	值	来源说明
工作频率 $f$	12.5 GHz	典型Ku下行频率
天线口径 $D$	2.4 m	常见固定站配置
天线效率 $\eta$	65%	行业常用经验值
LNB噪声系数 $N_f$	0.7 dB	查阅LNB规格书获得
馈线总损耗 $L_f$	0.5 dB	包括波导、电缆等
天线背景噪声温度 $T_{ant}$	40 K	晴天、仰角40°~50°典型值

下面是某型号Ku频段LNB的指标，其中噪声系数取值是0.7,0.8或者0.9。

某型号LNB的噪声系数

🔍 更多关于天线噪声温度与仰角、频率的关系，可以参考公众号文章：《卫星地面天线的仰角和噪声表》

计算G/T的三步法

我们将参考点设为天线输出端（记为A点），进行如下三步计算：

第一步：计算天线增益 $G$

波长 $\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 \times 10^8}{12.5 \times 10^9} = 0.024\,\text{m}$
天线口径与波长比： $\frac{D}{\lambda} = \frac{2.4}{0.024} = 100$
理想天线增益： $\left(\frac{\pi D}{\lambda}\right)^2 = (3.1416 \times 100)^2 \approx 98,696$
实际天线增益（考虑效率）：
$G_{linear} = \eta \times 98,696 = 0.65 \times 98,696 \approx 64,152.4$
转换为对数形式：
$\log_{10}(64,152.4) \approx 48.07\,\text{dBi}$

✅ 得到：天线增益 $48.07\,\text{dBi}$

第二步：计算系统噪声温度 $T_{sys}$ （折算至A点）

系统噪声由两部分构成：

天线接收到的宇宙与大气背景噪声 $T_{ant} = 40\,\text{K}$
后级组件引入的级联噪声 $T_{cas}$ （馈线 + LNB），需折算至天线输出端

（1）馈线损耗的贡献

损耗 $L_{dB} = 0.5\,\text{dB}$
线性损耗 $10^{0.5/10} \approx 1.122$
馈线等效噪声温度：
$T_{feed} = (L - 1) \cdot T_0 = (1.122 - 1) \times 290 \approx 35.38\,\text{K}$
（标准物理温度 $T_0 = 290\,\text{K}$ ）

（2）LNB的噪声贡献

噪声系数 $F_{dB} = 0.7\,\text{dB}$
线性噪声系数 $10^{0.7/10} \approx 1.1749$
LNB自身噪声温度：
$T_{lnb} = (F - 1) \cdot T_0 = (1.1749 - 1) \times 290 \approx 50.72\,\text{K}$
折算到A点（经馈线衰减放大）：
$T'_{lnb} = L \cdot T_{lnb} = 1.122 \times 50.72 \approx 56.87\,\text{K}$

（3）级联总噪声

$T_{cas} = T_{feed} + T'_{lnb} = 35.38 + 56.87 = 92.25\,\text{K}$

（4）系统总噪声温度

$T_{sys} = T_{ant} + T_{cas} = 40 + 92.25 = 132.25\,\text{K}$
转换为对数单位：
$[T_{sys}] = 10 \log_{10}(132.25) \approx 21.22\,\text{dBK}$

✅ 得到：系统噪声温度 $T_{sys} = 132.25\,\text{K} \approx 21.22\,\text{dBK}$

第三步：计算G/T值

$\left(\frac{G}{T}\right) = G - [T_{sys}] = 48.07 - 21.22 = 26.85\,\text{dB/K}$

✅ 最终结果：该天线系统G/T ≈ 26.85 dB/K

在这里插入图片描述

二、基于AI生成的G/T计算小程序

为进一步提升实用性，我们使用AI编程助手（如DeepSeek）自动生成了一个HTML版的卫星通信接收天线G/T计算器。

功能特性：

✅ 支持任意频率、口径、效率、噪声系数输入
✅ 自动计算增益、系统噪声温度、G/T值
✅ 手机浏览器即可打开，无需安装
✅ 完全离线运行，适合外场部署

卫通接收天线G/T计算

卫通接收天线G/T计算界面示意图

📥 下载链接（百度网盘）：
文件名：卫通接收天线GT计算.html
链接: https://pan.baidu.com/s/1fShao4-d0rlSuMPi4WV4hA?pwd=1cmb 提取码: 1cmb
——来自百度网盘超级会员v6的分享

只需下载此HTML文件，在手机或平板上用任意浏览器打开，即可随时随地进行G/T快速估算，极大提升选型与现场调试效率。

三、Ku与Ka频段抛物面天线G/T速查表

我们依据上述方法生成了两个常用频段的G/T速查表。

Ku频段 G/T 速查表（f = 12.5 GHz）

参数设定：

天线效率 $\eta = 65\%$
LNB噪声系数 $N_f = 0.7\,\text{dB}$
馈线损耗 $L_f = 0.5\,\text{dB}$
天线背景噪声温度 $T_{ant} = 40\,\text{K}$

系统总噪声温度 $T_{sys} \approx 132.3\,\text{K} = 21.22\,\text{dBK}$ （与天线口径无关）

天线口径 (m)	天线增益 (dBi)	系统噪声温度 (dBK)	G/T 值 (dB/K)
0.2	26.47	21.22	5.25
0.3	29.99	21.22	8.77
0.4	32.51	21.22	11.29
0.5	34.47	21.22	13.25
0.6	36.03	21.22	14.81
0.8	38.55	21.22	17.33
0.9	39.57	21.22	18.35
1.0	40.49	21.22	19.27
1.2	42.05	21.22	20.83
1.8	45.57	21.22	24.35
2.4	48.07	21.22	26.85
3.7	51.81	21.22	30.59
4.5	53.07	21.22	31.85

Ka频段 G/T 速查表（f = 19.45 GHz）

参数设定：

天线效率 $\eta = 65\%$
LNB噪声系数 $N_f = 1.0\,\text{dB}$
馈线损耗 $L_f = 0.5\,\text{dB}$
天线背景噪声温度 $T_{ant} = 60\,\text{K}$ （Ka频段典型值）

系统噪声温度计算：

馈线贡献： $T_{feed} \approx 35.38\,\text{K}$
LNB噪声温度： $T_{rec} = (10^{0.1} - 1) \times 290 \approx 75.08\,\text{K}$
折算至A点： $T'_{lnb} = 1.122 \times 75.08 \approx 84.20\,\text{K}$
总噪声： $T_{sys} = 60 + 35.38 + 84.20 = 179.58\,\text{K} = 22.5\,\text{dBK}$

天线口径 (m)	天线增益 (dBi)	G/T 值 (dB/K)
0.1	24.31	1.81
0.2	30.33	7.83
0.3	33.85	11.35
0.4	36.35	13.85
0.5	38.29	15.79
0.6	39.87	17.37
0.7	41.21	18.71
0.8	42.37	19.87
0.9	43.39	20.89
1.0	44.31	21.81
1.2	45.89	23.39
1.6	48.39	25.89
1.8	49.41	26.91

回应开篇问题：相控阵天线的等效口径是多少？

回到最初的问题：两款Ku频段相控阵天线的G/T分别为：

G/T = 8.2 dB/K
G/T = 9.5 dB/K

在相同环境噪声条件下（ $T_{ant}=40\,\text{K}$ ），我们可以利用Ku速查表进行逆向推导：

当G/T = 8.2 dB/K时，对应抛物面天线的增益约为：
$[T_{sys}] = 8.2 + 21.22 = 29.42\,\text{dBi} \Rightarrow 对应口径约0.3\,\text{m}$
当G/T = 9.5 dB/K时：
$30.72\,\text{dBi} \Rightarrow 对应口径在0.35\,\text{m}～0.4\,\text{m}之间$

✅ 结论：

G/T = 8.2 dB/K 的相控阵 ≈ 0.3 m口径抛物面天线
G/T = 9.5 dB/K 的相控阵 ≈ 0.35–0.4 m口径抛物面天线

💡 提示：这些属于小型终端级别，适用于车载、机载或便携应用。

四、实用技巧与注意事项

快速估算技巧

由于系统噪声温度主要由前端损耗和LNB决定，与天线口径无关，因此可记住以下经验数值：

频段	典型系统噪声温度（dBK）
Ku	≈ 21.2 dBK
Ka	≈ 22.5 dBK

只要知道目标G/T值，便可快速反推出所需天线增益：
$\frac{G}{T} + [T_{sys}]$
再结合增益公式估算等效口径：
$\approx 20 \log_{10}(D) + 20 \log_{10}(f) + 10 \log_{10}(\eta) + 17.8$

重要提示

相控阵天线的G/T具有方向性

由于相控阵的增益随着离轴角变化而降低，一般来说天线技术说明书上的G/T都是法向增益，此时离轴角=0度。对于相控阵系统，还需要关心其扫描范围内的 G/T 包络，而不是单一的峰值G/T，一般都应该标注离轴角60度情况下的G/T。
背景噪声温度不是常量

天线的背景噪声是跟天线频率、仰角、晴天、雨天、可用度等因素相关，并不是一个固定值，上述文档中假设了Ku天线背景噪声40K，Ka天线背景噪声60K，取值是在晴天，中等仰角（仰角40度~50度）的典型值，同时也是天线厂家标注G/T指标常用的取值。
厂家标注习惯差异
- 不同厂商可能采用不同的 $T_{ant}$ 基准值（如30K、40K、50K）
- 比较不同产品时，务必确认测试条件 $T_{ant}$ 一致性