1.G/T值定義

有源相控陣天線技術迅猛發(fā)展，廣泛應用于衛(wèi)星通信、移動通信等。有源相控陣天線的兩個重要指標為EIRP與G/T值。本文主要介紹G/T值，EIRP后續(xù)文章中會單獨介紹。

G/T值為地面接收系統(tǒng)的一項技術指標，單位為dB/K,G/T值越大表示地面站接收系統(tǒng)的性能越好。

其中G為天線接收增益單位dB，Te為接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度單位K。

Te與G的計算與G/T值選取的參考點有關，一般選取兩個位置：1、天線出口(饋線入口)，2、LNA入口(饋線出口)，兩個位置算出的G、Te不同，但是G/T值相同。

2、G/T值推導

  推導G/T值之前，科普部分需要用到的知識點： 噪聲系數(shù)（NF，F(xiàn)）、等效噪聲溫度T，及其兩者之間的轉(zhuǎn)換關系。

噪聲系數(shù)定義為輸入信噪比與輸出信噪比之比，即信噪比的惡化程度。公式為

假設鏈路增益為G ,等效輸入噪聲為NA，則S0=Si*G, No=G*(Ni+NA)

上式轉(zhuǎn)換為：

噪聲功率N與噪聲溫度T關系為：N=KTB （B為噪聲功率帶寬）

輸入噪聲功率Ni=KT0B,等效輸入噪聲功率NA=KTeB.

上式變?yōu)椋?/span>

下面以單天線為例，推導G/T值的計算公式,如下圖所示，從天線出口A與低噪放入口B兩個位置推導G/T值。

• 天線出口(A)：

• LNA入口(B):

各變量含義如下表所示。

注：計算級聯(lián)Te時天線為無源器件，默認為無增益，即放大倍數(shù)為1。

通過上述公式推導可以看出，G/T值與選取的參考點位置沒有關系。

3、G/T值舉例

假設天線噪聲溫度100K，天線增益6dB，饋線損耗3dB，LNA噪聲系數(shù)3dB，計算G/T值。

由上推導知：

Ta=100K, GANT=6dB；

IL=3dB,L=2;

T_LP=(2-1)*290K=290K;

NF=3dB;F=2; 

TR=(2-1)*290K=290K

方法一：從天線出口A計算

方法二：從饋線出口B計算 

兩種算法獲得的G/T值相同，G/T值與選取的參考點位置沒有關系。如果想快速計算G/T值，可以使用在線計算軟件。

網(wǎng)頁在線版G/T值計算軟件：

https://www./T/rf/A-GT.html

4.總結

公式推導過程就是G/T值測量的一種方法：間接測量法。分別測試出天線增益，與接收系統(tǒng)等效噪聲溫度，以獲得系統(tǒng)的G/T值。

對于有源相控陣天線，每個天線單元后端帶一個TR組件，分別測試天線增益，或者測試整個相控陣接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度均不現(xiàn)實，即無法通過間接測量法獲得有源相控陣天線的G/T值。

有源相控陣G/T值測量常用方法有射電源法、載噪比法、比較法等，后面文章會單獨介紹這幾種測試方法。

中國對各類通信衛(wèi)星地球站規(guī)定了不同的G/T值（摘自百度百科）。

一類站中央站：G/T≥33+20lgf/4

其他站 G/T≥31.7+20lgf/4

二類站：G/T≥29+20lgf/4

三類站：G/T≥23+20lgf/4

四類站：G/T≥18.5+20lgf/4

其中f為工作頻率，以GHz計，G/T值均按仰角10°晴天，微風時計算。