姬国枢，王 威，2，刘东浩，2，李 沙，2

(1.中国科学院国家天文台，北京 100012;2.中国科学院太阳活动重点实验室，北京 100012)

1 Y系数法及改进

天线生产厂在射电望远镜安装现场测试天线增益及噪声温度常用Y系数法，其原理如图1。

Y系数法的步骤是先测量接收系统GA/TS，再测系统噪声温度TS。测GA/TS时，开关连接天线。天线收到太阳的功率密度为P0

式中，S为太阳流量密度;A为天线几何面积;η为天线效率。折算到太阳引起的天线噪声温度TSUN

式中k为波尔兹曼常数，则，

图1 Y系数法测试天线增益及噪声温度原理图Fig.1 Measuring antenna gain and noise temperature using the Y factor method

天线指向太阳，频谱仪记录功率为PSUN(∝(TSUN+TS));天线指向冷空，频谱仪记录功率为PSKY(∝ TS)。

由(3)、(4)式，得到

这就是射电Y系数法测天线增益的标准公式［1］。式中，K1是大气吸收衰减修正因子;K2是太阳面源修正因子，

式中，E是测试时天线仰角，E=65°;d是太阳角直径，d=32';θ0.5是天线半功率点波束宽度，θ0.5=70λ/D［2］为3.33°(1 400 GHz)。求得 K1=0.032 dB，K2=0.032 dB 。因天线指向太阳仰角较大，K1较小，可忽略。因天线半功率点波束宽度较太阳直径大很多，K2较小，可忽略。

测系统噪声温度TS时，开关分别与50 Ω终端、噪声源、冷空相连(天线指向冷空)，频谱仪记录功率分别为P50、PNS、PSKY

TR是测试系统的噪声温度，TR～TLNA。测得GA/TS及 TS后，则天线增益［GA］=［GA/TS］+［TS］(方括号表示dB值)。天线噪声温度［TA］=［TS］－［TLNA］(还需已知或测试TLNA)。

这种测试方法通常是测试员拿一个低噪声放大器、冷热噪声源、微波开关及频谱仪到天线下进行，先到天线上将低噪声放大器、冷热噪声源、微波开关连到天线馈源输出端，低噪声放大器输出端电缆接天线下面的频谱仪。如果利用射电望远镜中的模拟接收机代替测试专用的低噪声放大器，即把模拟接收机看作一个增益较大的低噪声放大器，显然对测试天线性能与上述方法效果一样。……