новости космоса
3757 11
02 мая 2018 10:37:24

Фазированные антенные решетки расширяют возможности радиоастрономии

Чтобы ускорить и упростить исследования космоса, международная команда астрономов и инженеров разработала новую, усовершенствованную версию радиоастрономической системы получения изображений, основанной на механизме фазированного приема радиосигнала решеткой антенн (phased array feed, PAF). Этот уникальный инструмент может проводить обзор обширных участков неба и генерировать множественные виды астрономических объектов с непревзойденной эффективностью.

Эта новая система непохожа на камеру или другое, «традиционное» устройство получения изображений, такое как CCD матрица в оптических телескопах или одиночный приемник в составе радиотелескопа, и представляет собой «лес» из миниатюрных радиоантенн, напоминающих деревья, которые равномерно распределены по поверхности металлической тарелки диаметром один метр. При установке этой системы на однотарелочный радиотелескоп специализированные компьютеры и обработчики сигнала комбинируют информационные потоки, поступающие от отдельных антенн, формируя виртуальную многопиксельную камеру.

Инструменты этого класса оказываются особенно полезны во многих важных областях астрономических исследований, включая изучение газообразного водорода, втекающего в нашу Галактику и поиски быстрых радиовспышек.

Эта новая система включает 19 дипольных антенн, при этом мощность принимаемого сигнала меняется вдоль поверхности антенной решетки. Рассчитывая уровень сигнала для каждой из антенн, система формирует так называемую «функцию рассеяния точки». Компьютер и обработчики сигнала системы PAF способны рассчитывать до семи различных функций рассеяния точки за один раз, что позволяет приемнику синтезировать семь индивидуальных потоков на небе.

Высокая астрономическая ценность данного приемника была продемонстрирована в ходе наблюдений пульсара B0329+54 и туманности Розетка, проводимых при помощи радиотелескопа обсерватории Грин Бэнк, США.

Исследование, посвященное этой системе получения изображений с фазированной антенной решеткой, опубликовано в журнале Astronomical Journal; главный автор Д. Аниш Роши (D. Anish Roshi).


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Leonid3136 · 02-05-2018

Рассматривают по частям тот самый "круг Эри" в телескопах оптического диапазона. Обсуждали здесь эту проблему увеличения чёткости изображения по массиву отдельных снимков. В новости тоже используют такие же алгоритмы обработки, только не в видимом, а в радиодиапазоне порядка 10 -- 20 см длины волны (судя по фото антеннок),

2
dr_ovosek0 · 02-05-2018

Вопрос дилетанта: нельзя ли приспособить на РТ в качестве радиометров
"велосипед" -- приемные антенны, например, с ПАК ФА или "Раптора"?

3
Sqwair77758 · 02-05-2018

Вопрос дилетанта-дилетанта - а что такое фазированная антенна? Интересует именно "фазированная". Желательно человечьим языком.

4
Leonid3136 · 02-05-2018

dr_ovosek, у радиотелескопов и упоминаемых вами радаров разные цели работы.
Первые радары имели одну антенну и одно зеркало, которое направляло излучение в виде узкого луча и чтобы осматривать "окрестности" зеркало вместе с антенной крутилось по всем направлениям. Соответственно сканирование происходило медленно, да и размеры радара слишком большие для мобильных применений.
Формировать узкий луч можно массивом не направленных антенн с индивидуальным питанием и определённой ФАЗОЙ излучаемой частоты, причём в зависимости от отношения фаз луч может быть направлен в любую сторону. Управление фазами чисто электронное и сканирование всей полусферы происходит не за минуты, а за миллисекунды, не спрячешься ;-)
У радиотелескопов задача другая: собрать как можно больше энергии и иметь как можно лучшее угловое разрешение. Эти параметры улучшаются с увеличением диаметра зеркала. Поэтому китайцы и построили пятисотметровое сплошное зеркало. В фокусной плоскости такого зеркала можно разместить и одну антенну, и несколько разнесённых антенн на отличающиеся направления или небольшой массив антенн, как показано на фото, но СУЩЕСТВЕННО характеристик они не улучшат, кроме ускорения обзора, если этот обзор будет производиться.

5
dilettant120 · 02-05-2018

Диаметр тарелки 1 метр и такие возможности. А если малость укрупнить?

6
dr_ovosek0 · 02-05-2018

Leonid3, это все понятно, но почему такую редкую клумбу на радиометре построили?! )))

7
dr_ovosek0 · 02-05-2018

dilettant, это приемный радиометр, а сами тарелки радиотелескопов в десятки раз больше.

8
Leonid3136 · 02-05-2018

dr_ovosek, не забываем, что радиоволны хотя и фотоны, но таки и ВОЛНЫ со всеми недостатками, в т. ч. интерференциями, дифракциями... Поэтому в ТОЧКУ сфокусировать их невозможно, они образуют в фокусе антенны не точку, но КРУГ (его по имени первоткрывателя называют "круг Эри") и постепенно уменьшающейся интенсивности кольца. Измеряя одновременно интенсивности сигнала внутри этого круга и вовне можно уточнить положение центра и чуть улучшить угловое разрешение сверх теоретической.

9
elena140 · 02-05-2018

Из точки на выходе от объекта получается "лепёшка" на приёмном устройстве,чем по-моему и занимается этот телескоп.

10
MaiorVihr61 · 02-05-2018

"...генерировать множественные виды астрономических объектов с непревзойденной эффективностью".
Трудности перевода или новое слово в астрономии?

11
Garetyamba-9 · 03-05-2018

MaiorVihr, а когда в кампунтерах моделируют вселенские объекты, это что, не генерирование их? Вот и здесь, объекта вроде как и нет, но с генерировать его можно, тонко уловив разность фаз радиоволны на метровом пятачке.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!