25、有源GNSS天线G/T测量技术解析

有源GNSS天线G/T测量技术解析

1. 天线噪声温度概述

天线噪声温度是衡量天线接收噪声水平的重要指标。在均匀噪声环境下，天线周围的所有噪声源似乎被天线方向图均匀加权，没有特定的方向偏好。不同使用场景下的GPS天线，其噪声温度有所不同：
|使用场景|天线噪声温度|
| ---- | ---- |
|户外使用的GPS天线|一般TA = 130°K|
|户外安装且指向天顶的机载GPS天线|TA在75° - 100°K之间|
|安装在室温（约23°C）吸波材料的消声室内的天线|天线噪声温度可达300°K|

2. 传统G/T测量方法及其局限性

对于有源GNSS天线的G/T测量，理论上可以通过精确测量天线有源部分（如滤波器、低噪声放大器LNA、偏置三通等）和无源天线部分各组件的增益（或损耗）以及噪声来实现。但由于所有组件集成在印刷电路板上，再封装并覆盖雷达罩，无法访问各组件的输入和输出端子，只有位于天线底部的SMA输出连接器可用于测量，这种方法在实际操作中不可行。

对于大型反射天线和阵列等大尺寸天线，常用的G/T测量方法是将天线主波束指向已知通量密度的射电星（如仙后座A、天鹅座A、金牛座，甚至月球），测量输出噪声水平，再与天线指向远离源的“冷天空”时接收到的噪声功率进行比较。这两次测量的比值称为Y因子，通过以下公式可估算G/T：
[
\frac{G}{T} = \frac{8\pi^2}{\lambda^2 k(Y - 1)S}
]
其中，$k$ = 玻尔兹曼常数 = $1.38 × 10^{-23}$ J/K，$S$ 是射电源的光谱功率密度（W/m²/Hz），$\lambd