Ein Radiometer besteht normalerweise aus mehreren Hauptteilen, die es ihm ermöglichen, elektromagnetische Strahlung über verschiedene Wellenlängen hinweg zu messen. Zu diesen Teilen gehören eine Antenne oder ein Empfängerelement, das die einfallende Strahlung auffängt; ein Wellenleiter oder Rücken, der die Strahlung zum Empfänger leitet; ein rauscharmer Verstärker (LNA), der schwache empfangene Signale verstärkt; und einen Detektor oder Mischer, der elektromagnetische Signale zur weiteren Verarbeitung in elektrische Signale umwandelt. Darüber hinaus können Radiometer Filter, Polarisatoren und Kalibrierungsziele enthalten, um die Leistung und Genauigkeit bei der Messung bestimmter Frequenzen oder Strahlungsintensitäten zu verbessern.
Grundsätzlich handelt es sich bei einem Radiometer um ein Instrument zur Erfassung und Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung, die von Objekten in der Umgebung ausgesendet oder reflektiert wird. Es basiert auf dem Prinzip, dass verschiedene Objekte und Substanzen Strahlung bestimmter Wellenlängen aussenden oder reflektieren, die vom Radiometer erfasst und quantifiziert werden können. Radiometer werden häufig in Bereichen wie Fernerkundung, Atmosphärenüberwachung, Astronomie und Mikrowellenkommunikation eingesetzt, um Daten über Temperatur, Luftfeuchtigkeit, atmosphärische Gase und andere Umweltparameter zu sammeln.
Radiometer funktionieren, indem sie elektromagnetische Strahlung aus der Umgebung mithilfe einer Antenne oder eines Empfangselements erfassen. Die Strahlung wird dann zum Wellenleiter oder Feedhorn des Radiometers geleitet, der sie in den Empfängerbereich leitet. Der rauscharme Verstärker (LNA) im Radiometer verstärkt schwache Signale, die von der Antenne empfangen werden, und erhöht so deren Stärke für eine genaue Erkennung. Die erfassten Signale werden dann von der Elektronik des Radiometers verarbeitet und analysiert, die sie in messbare Daten wie Temperaturwerte oder Strahlungsintensitätswerte umwandelt. Die Genauigkeit und Empfindlichkeit von Radiometern hängt von Faktoren wie dem Antennendesign, dem Frequenzbereich und den verwendeten Kalibrierungstechniken ab, um genaue Messungen sicherzustellen.
Ein Radiometer wird im wissenschaftlichen und technischen Kontext auch häufig als Mikrowellenradiometer oder manchmal einfach als Radiometer bezeichnet. Es wurde speziell für die Erkennung und Messung elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellen- und Infrarotbereich des Spektrums entwickelt. Je nach Anwendung und Design kann ein Radiometer für bestimmte Frequenzbänder oder Wellenlängen optimiert werden, was es zu einem vielseitigen Werkzeug für eine Vielzahl wissenschaftlicher, industrieller und umweltbezogener Überwachungsaufgaben macht.