Радиоастрономические инструменты
Антенны длинноволнового диапазона,
антенные решетки.
Использование круглых полноповоротных зеркал в качестве антенн
длинноволнового диапазона в радиоастрономии не имеет смысла по
очевидным причинам, связанным с большой длиной волны и
ограниченностью размеров указанных выше антенн.
В дециметровой, метровой и декаметровой радиоастрономии созданы и
используются разнообразные по конструкции антенные системы:
Параболические цилиндры, составные радиотелескопы, антенные
решетки (синфазные антенны).
Пущинская радиоастрономическая обсерватория (ПРАО АКЦ ФИАН)
ДКР-1000: Антенна Восток-Запад
• Рефлектор - параболический цилиндр 1000 м х 40 м с механическим
поворотом по углу места с фокусным расстоянием 14.5 м, поднятый над
землей на 37 опорах на высоту 20 м. Облучатель - линейный из
широкополосных (30 - 120 МГц) диполей.
• Диаграмма направленности (ДН) на частоте 100 МГц - 11 уг.мин. х 4.5
градуса (соответственно в Е- и Н-плоскостях). Управление ДН: по прямому
восхождению - дискретное электрическое сканирование (+- 1.7 град. от
плоскости меридиана). В настоящее время разрабатывается система
сопровождения наблюдаемых объектов до 2.0 - 2.5 часов в зависимости от
склонения. По склонению - механический поворот (Delta= -28 90 град.)
• Коэффициент использования поверхности - ~0.6. Эффективная площадь:
~8000 кв.м на частоте 60 МГц и ~6000 кв.м на частоте 100 МГц.
• Рабочие частоты: диапазон от 30 до 120 МГц.
Крестообразные радиотелескопы
Пущинская радиоастрономическая обсерватория
Диапазонный крестообразный радиотелескоп ДКР-1000
Диапазонный крестообразный радиотелескоп ДКР-1000 - является
меридианным инструментом и состоит из двух антенн - ВостокЗапад и Север-Юг. Каждая из этих антенн представляет собой
параболический цилиндр шириной 40 м и длиной 1 км. Вдоль
фокальных линий обеих антенн расположены
широкодиапазонные облучатели, позволяющие вести
наблюдения на волнах от 2,5 до 10 м.
Пущинская радиоастрономическая обсерватория
ДКР-1000: Антенна Север-Юг
Схема линейной однородной решетки и ее отклик
Пущинская радиоастрономическая обсерватория
Большая Синфазная Антенна (БСА)
Радиотелескоп БСА ФИАН - это антенная решетка,
состоящая из 16384 вибраторов, расположенных на
площади, превышающей 7 га. Рабочая длина волны 3 м, и в этом диапазоне БСА является самым
чувствительным телескопом в мире. БСА ФИАН - это
незаменимый инструмент для решения целого ряда
задач в области исследования пульсаров, изучения
динамических процессов в околосолнечной и
межпланетной плазме, анализа структуры
компактных радиоисточников в метровом диапазоне
волн
Пущинская радиоастрономическая обсерватория
БСА ФИАН
Диапазонный крестообразный радиотелескоп ДКР-1000 - является меридианным инструментом
и состоит из двух антенн - Восток-Запад и Север-Юг. Каждая из этих антенн представляет собой
параболический цилиндр шириной 40 м и длиной 1 км. Вдоль фокальных линий обеих антенн
расположены широкодиапазонные облучатели, позволяющие вести наблюдения на волнах от
2,5 до 10 м. Радиотелескоп ДКР-1000 предоставляет уникальные возможности для
исследования пульсаров, на нем проводятся наблюдения спектральных радиолиний,
соответствующих переходам между уровнями с главными квантовыми числами потоков
радиоисточников
при Тфона=10^3 К. Антенна Восток-Запад:
1.Рефлектор - параболический цилиндр 1000 м х 40 м с механическим поворотом по углу
места с фокусным расстоянием 14.5 м, поднятый над землей на 37 опорах на высоту 20 м.
Облучатель - линейный из шунтовых широкополосных (30 - 120 МГц) диполей, размещенных
под контррефлектором. 2.Поляризация - линейная (восток-запад). 3.Диаграмма
направленности (ДН) на частоте 100 МГц - 11 уг.мин. х 4.5 градуса (соответственно в Е- и Нплоскостях) 4.Управление ДН: по прямому восхождению - дискретное электрическое
сканирование (+- 1.7 град. от плоскости меридиана). В настоящее время разрабатывается
система сопровождения наблюдаемых объектов до 2.0 - 2.5 часов в зависимости от
склонения. по склонению - механический поворот (Delta= -28 90 град.) 5.Амплитудное
распределение: равномерное в Е-плоскости, симметрично спадающее в Нплоскости.6.Коэффициент использования поверхности - ~0.6. 7.Фидерная система: частотнонезависимая с включением малошумящих усилителей.8.Система распределенного усиления:
18 малошумящих усилителей (F<=3.5, Ку=27 дБ), один усилитель на две секции.9.Коэффициент
передачи фидерного тракта облучатель-усилитель - 3.5 дБ (100 МГц). 10.Эффективная
площадь: ~8000 кв.м на частоте 60 МГц и ~6000 кв.м на частоте 100 МГц.11.Рабочие частоты:
диапазон от 30 до 120 МГц.12.Чувствительность: 6 Янских на 40 МГц 5 Янских на 60 МГц-Янских на 100 МГц 13.Шумовая температура системы: на 100 МГц
Радиотелескоп БСА ФИАН
• Сооружен в 1973 г.
• БСА - радиотелескоп меридианного типа с заполненной апертурой представляет собой плоскую эквидистантную решетку из 16384
волновых диполей размером 187 х 384 м соответственно в
направлении Восток-Запад и Север-Юг.
• Рабочая частота: 102.5 МГц +-1.5 МГц
• Диаграмма направленности (ДН) - многолучевая (16 лучей) в
плоскости меридиана (Н-плоскость) Ширина одного луча 24 угл.мин.
(для зенитного направления). Ширина ДН в Е-плоскости - 54 угл.мин.
• Управление ДН: в Н-плоскости - дискретное электрическое
сканирование
• Коэффициент использования поверхности - 0.78.Эффективная
площадь: ~30000 кв.м
• Чувствительность: 0.1 - 0.5 Янских
Проект гигантской антенной решетки как элемента разрабатываемой
антенной системы SKA (Square Kilometer Array)
