Решетка в фокальной плоскости (радиоастрономия)
Решетки в фокальной плоскости (FPA) широко используются в радиоастрономии . ФПА представляют собой массивы приемников , размещенных в фокусе оптической системы радиотелескопа . Оптическая система может представлять собой отражатель или линзу . Традиционные радиотелескопы имеют только один приемник в фокусе телескопа, но в настоящее время радиотелескопы начинают оснащаться решетками в фокальной плоскости, которые бывают трех разных типов: многолучевые облучающие решетки, болометрические решетки и экспериментальные фазированные решетки. -массивные каналы.
Многолучевые облучатели
[ редактировать ]Многолучевые облучатели состоят из небольшого облучателей в фокусе радиотелескопа массива . Каждый рупор подключен к приемнику для измерения принимаемой мощности, и каждая пара рупора и приемника чувствительна к радиоволнам, идущим в несколько другом направлении в небе. Облучательная решетка с n приемниками увеличит скорость съемки телескопа в n раз , что сделает их очень мощными исследовательскими инструментами. Поскольку длины волн радиосигнала велики, полученные в результате антенные решетки являются одними из крупнейших когда-либо созданных радиоастрономических приемников. Примеры включают многолучевые решетки обсерватории Паркс , [1] [2] и установка ALFA в обсерватории Аресибо , [3] оба из них использовались для крупных исследований пульсаров и линий водорода , таких как HIPASS .
Массивы болометров
[ редактировать ]Массивы болометров представляют собой массивы приемников болометров , которые измеряют энергию поступающих радиофотонов. Обычно они используются в астрономии на миллиметровых волнах. Примеры включают приемник SCUBA на телескопе Джеймса Клерка Максвелла и LABOCA. [4] инструмент на телескопе APEX .
Фиды с фазированной решеткой
[ редактировать ]Облучатели с фазированной решеткой - это экспериментальный тип решетки в фокальной плоскости, использующий технологию фазированной решетки , в которой элементы антенны расположены близко друг к другу, так что они не действуют независимо, а вместо этого действуют как датчики электромагнитного поля в фокальной плоскости телескопа. Выходные сигналы приемников затем когерентно объединяются в формирователе луча с соответствующими весами для синтеза нескольких дискретных лучей. В настоящее время они разрабатываются для Apertif. [5] модернизация до радиотелескопа Вестерборк-Синтез и Pathfinder с решеткой в квадратных километрах австралийского радиотелескопа .
Коммутируемые каналы массива
[ редактировать ]Переключаемая решетка облучающих антенн в фокальной плоскости называется переключаемым FPA. При такой конфигурации можно переключаться между набором лучей, направленных в разные стороны. Это делает систему управляемой в смысле переключения, создавая таким образом многолучевую систему. В переключаемом FPA расстояние между питающими элементами выбирают следующим образом: [6]
где F — фокусное расстояние оптической системы, D — диаметр оптической системы, а λ — длина волны.
Моноимпульсное питание
[ редактировать ]Угол к наблюдаемой цели (например, метеор при метеорных исследованиях) можно оценить с помощью амплитудного моноимпульса . В такой конфигурации три сигнала собираются с четырех элементов питания. Эти сигналы представляют собой сигнал разности высот, сигнал разности азимутов и суммарный сигнал.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Проект многолучевой балки Parkes 21 см
- ^ Коэн, Р.Дж.; Касвелл, Дж.Л.; Брукс, К.; Бертон, Миннесота; Златоуст А.; Кокс, Дж.; Даймонд, ПиДжей; Эллингсен, С.; Фуллер, Джорджия; Грей, доктор медицины; Грин, Дж.А.; Хоар, Миннесота; Машедер, MRW; МакКлюр-Гриффитс, Н.; Песталоцци, М.; Филлипс, К.; Томпсон, М.; Воронков М.; Уолш, А.; Уорд-Томпсон, Д.; Вонг-МакСвини, Д.; Йейтс, Дж. А. (15 августа 2006 г.). Многолучевая съемка метанола Паркса . Симпозиум МАС № 237: Звездообразование в турбулентной межзвездной среде . Труды Международного астрономического союза . Том. 2, нет. С237. Прага. п. 403. Бибкод : 2007IAUS..237..403C . дои : 10.1017/S1743921307001913 . hdl : 2299/1767 .
- ^ «АЛЬФА» . Архивировано из оригинала 03 сентября 2009 г. Проверено 21 ноября 2010 г.
- ^ «ЛАБОКА» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2010 г. Проверено 21 ноября 2010 г.
- ^ «Апертиф» . Архивировано из оригинала 16 января 2015 г. Проверено 21 ноября 2010 г.
- ^ Фрид, Хенрик (2016). «Замкнутая связь между углом сканирования и положением подачи для удлиненных полусферических линз на основе трассировки лучей». Антенны IEEE и письма о распространении беспроводной связи . 15 : 1963. Бибкод : 2016IAWPL..15.1963F . дои : 10.1109/LAWP.2016.2545858 . S2CID 24384665 .