Noise Temperature   잡음 온도

1. 잡음 온도 (Noise Temperature)

   ㅇ 잡음 전력을 등가적인 온도로 환산하여 표현한 잡음의 세기
      - 장치/회로/소자 등의 잡음 성능을, 감각적이고 단순한 온도 수치로써 평가 가능


2. 잡음 온도의 표현 원리

   ㅇ 완전한 `전파 흡수체` 또는 `흑체 복사체` 는,
      - 열적 평형 상태에서, 온도와 주파수 만으로 결정되는,
      - 전자기파의 열복사를 흡수 또는 방출하게 됨

   ㅇ 만일, 열복사의 주파수가 낮아, {#hf ≪ kT#}인 경우,
      - Rayleigh-Jeans 법칙에 따라, 복사 에너지(방사전력밀도)는 온도에 만 비례하게 됨

   ㅇ 따라서, 잡음의 세기를 동일한 열잡음 전력을 발생시키는 온도로 환산하여 표현할 수 있으며,
      - 이를 `잡음 온도`라고 함

      * (한편, `색 온도`도 이처럼 온도와 대응시켜 표현됨)


3. 등가 잡음 온도 (Equivalent Noise Temperature) 

   ㅇ (IEEE 표준 정의)  등가/유효 잡음 온도
      - T = 290 K(상온,常溫)을 기준 온도로하여 잡음원 정의 
         . 상온 기준 온도에 준한 기준 잡음원를 기초로하여, 
         . 이로부터 초래되는 모든 잡음에 대해, 
         . 이에 비교한 등가적인 온도로써 모델화시킨 것

   ㅇ (의미) 
      - 고려하고있는 잡음원과 같은 유효 잡음전력을 발생하는 열 잡음원의 열역학적 온도
         . 즉, 실제 물리적 온도가 아니라, 동일한 잡음 전력을 발생시키는 등가/유효 온도를 말함
      - 기기에서 발생하는 열잡음의 양을 그것과 등가의 잡음을 발생하는 열 저항기의 절대 온도로 표시한 것

   ㅇ (잡음 전력에 의한 잡음 온도의 모델화)
      - 단자간 잡음 전력과 같은 `열 잡음 전력`을 발생시키는 `열 저항(열잡음원)의 온도`
        

   ㅇ (표현식)  TN = PN / k B [K]
      - 여기서, 
         . PN = k TN B [W] : 잡음원이 대역폭 B로 전달 가능한 최대 잡음 전력
            .. 즉, 잡음 전력은, 저항값과는 상관없이 `온도` 및 `대역폭`에 만 의존
         . TN = PN/kB [K] : 등가 잡음 온도         
         . k = 1.38 x 10-23 [J/K] : 볼츠만상수
         . B : 잡음 대역폭 [Hz]


4. 안테나 잡음 온도 (Antenna Noise Temperature)

   ㅇ 안테나 잡음온도 Ta
      - 하늘 방향(수 K ~ 수십 K), 지면 방향(~290K), 태양 방향 등 시야 환경에 따라 크게 변동하는 실측값
         . 例) 안테나가 지면/상온 물체를 향할 때의 예시값 : 290 K

   ㅇ 안테나 시스템 전체의 잡음 온도
      - Te : 안테나 수신기(회로)의 등가 잡음 온도
      - Ta : 안테나 잡음 온도
      - Tsys = Te + Ta : 전체 시스템의 등가 잡음 온도


5. 안테나 잡음 온도의 측정

   ㅇ 사실상, 안테나 잡음 온도는, 물리적 온도뿐 아니라,
      - 방사율/흡수율, 반사, 주변 복사환경, 시야 분포 등에 영향을 받음

   ㅇ 주로, 잡음 온도를 미리 알고있는 전파 흡수체(복사체)를 소스로하여,
      - 이를 대상 시스템에 연결하여 측정한 결과를 통해서 알 수 있음