Радиотелескоп

[Astr]

Да, и вправду СВЧ техника сложна и в постройке и в настройке. Это только специалистам с соответствующей квалификацией доступно. Однако, для первых опытов и не нужно так далеко в СВЧ забираться.

Слышал, одна из главных проблем сейчас не техника, а ... ее избыток! Много помех стало в радиоэфире от различных бытов СВЧ приборов, радио- и сотовых телефонов и.т.д. Если так и дальше пойдет - закроем всю Землю от радиоволн плотным слоем помех. Об этом еще К.Саган 20 лет назад говорил в своей книге "Космос". Как тогда внеземные цивилизации будем слушать, а?

[Evgeniy Puhalskiy]

Приходилось мне настраивать НТВ+ антенны, причем диаметром ок.120см и выше. Так вот, известно что при любой наводке антенны фиксируется постоянный уровень сигнала  со всего неба. В значительной мере, это видимо, является шумом аппаратуры. Но если заэкранировать облучатель, этот уровень снижается. Помня, что реликтовое излучение было впервые открыто на 6-метровой антенне, и учитывая большее совершенство современной апаратуры, прием реликтового излучения на НТВ+ видимо, не удивительно...

[Astr]

При закрывании металлом излучателя вы меняете параметры приемника. Можно направлять антенну в "землю". Тогда она заэкранирует вас от шумов с неба и, если позволит чувствительность, отделите шум приемника от шума, приходящего с неба.

К стати, интересно, а насколько коррелирован сигнал, приходящий с различных направлений? Каково время корреляции? Интересный мысленный эксперимент:
два радиотелескопа стоят рядом, по диаграмме направлены на одну и ту же точку с малой отстройкой. Вносим регулируемую задержку в один канал и смешиваем сигналы. Делал ли кто-то такие эксперименты?

[lorka]

При закрывании металлом излучателя вы меняете параметры приемника. Можно направлять антенну в "землю". Тогда она заэкранирует вас от шумов с неба и, если позволит чувствительность, отделите шум приемника от шума, приходящего с неба.

Белиберда какая то.

Интересный мысленный эксперимент:
два радиотелескопа стоят рядом, по диаграмме направлены на одну и ту же точку с малой отстройкой. Вносим регулируемую задержку в один канал и смешиваем сигналы. Делал ли кто-то такие эксперименты?

Именно так и работают радиоинтерферометры. На самописце вместо "бугра" получается синусоида.

Много помех стало в радиоэфире от различных бытов СВЧ приборов, радио- и сотовых телефонов и.т.д.

Для радиоастрономии выделен определенный диапазон радиоволн, где больше ничто не работает. От случайных помех (бытовых) защищаются установкой телескопа подальше от больших городов.

[Astr]

Что значит выделен? Кто знает на какой длине волны придет сигнал, тем более что он имеет широкий спектр. Для радио-телескопа нужна инфраструктура, хотя бы минимальная. Много телскопов в Антарктиде не очень то построешь...
А если и построешь то много ли найдешь дураков, которые туда поедут? Боюсь что нет.

Я слышал только об измерении пространственных характеристик РИ. То что оно весьма изотропно. Что касается его корреляционных свойств не слышал ничего.
Если знаете - сообщите ссылку.

[lorka]

Что значит выделен?

Это значит, что в этом диапазоне на излучение никому не разрешается работать (кроме радиоастрономов).

Кто знает на какой длине волны придет сигнал, тем более что он имеет широкий спектр.

На радиоастрономии свет клином не сошелся. Другим тоже работать надо. Тем не менее и в "промышленных" радиодиапазонах вполне можно ловить сигналы, если установить телескоп, например, в горах, что часто и делается (или просто подальше от больших городов). Вовсе не обязательно тащиться в Антарктиду. Не перегибайте палку...

Я слышал только об измерении пространственных характеристик РИ. То что оно весьма изотропно. Что касается его корреляционных свойств не слышал ничего.

"С точки зрения банальной эрудиции мы не можем игнорировать тенденции парадоксальных эмоций..."
Примерно так звучит.

Честное слово, Astr, я ничуть не ставлю под сомнение вашу компетентность в этой области, но для нас любителей приведенная цитата - это только набор умных, красивых терминов и только. Давайте теперь все это по русски.

[Astr]

Честно говоря, я не специалист именно в радио-астрономии. Есть общефизически знания по корреляционным измерениям параметров шума (снова прикольная фраза получилась!). Если кратко, то речь вот о чем: шуметь тоже можно по-разному. Есть "белый" шум - абсолютно непредсказуемый, когда по данному моменту времени вы ничего можете скаать, что будет в следующий. Тогда говорят, что время корреляции ноль. "Белый" шум обладает спектром бесконечной ширины. Естественно, любой источник обладает конечной спектральной шириной, поэтому белый шум - приближение, идеализация.

Вот. Не факт, что стало понятнее. Итак, одинаков ли шум с различных направлений на небе? Я, к стати, не уверен, что измерения качества шума могут вестись на обычном радиотелескопе. Не уверен также, что такая постановка задачи вообще имеет смысл, но кто его знает...

[lorka]

Давайте сначала разберемся с терминами.

Под словом "шум" в радиоастрономии понимается:
1. Шум самого телескопа (антенны, тракта, радиометра и т.д.).
2. Любой сигнал земного происхождения, попадающий в антенну через боковые лепестки диаграммы направленности (излучение почвы, посторонних приборов и т.д.) только ЕСЛИ ИХ ЗЕМНОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ ТОЧНО УСТАНОВЛЕНО.

Все что приходит в антенну из космоса обычно именуется "Космическое радиоизлучение" или "Сигнал".

Космическое радиоизлучение в первом приближении имеет две составляющие:
1. Реликтовое излучение, изотропное во всех направлениях.
2. Сигналы от источников, более или менее локализованные (от точечных[звезды] до протяженных [радиогаллактики]) и различные по спектру, мощности, поляризации и т.д.

Теперь о радиотелескопах - они бывают двух видов:
1. Радиотелескопы - имеют одну антенну. Иногда используют несколько антенн, сигналы от которых поступают в общий фидер и далее на радиометр СИНФАЗНО (сигналы просто суммируются по мощности). В принципе и здесь можно говорить о интерферометре, но принцип немножко другой, и преимущества интерферометрии реализуются не в полной мере. Известный пример - российская антенна дальней космической связи, состоящая из 8 параболических чаш.

2. Радиоинтерферометры - многоэлементные системы (2 и более антенны) в которых сигналы от антенн поступают на радиометр с заданным фозовым сдвигом.

На самом деле все, конечно, сложнее. Но в двух словах - примерно так.

Правда, сегодня любой одиночный радиотелескоп может использоваться как элемент радиоинтерферометра, если сигнал на нем фиксировался по точным атомным часам. Это называется "Интерферометр со сверхдлинной базой". База такого интерферометра может достигать диаметра земли. А если есть космический радиотелескоп, и того больше. Кстати, впервые это было осуществлено в нашей стране с космическим радиотелескопом КРТ-10.

Теперь о том где что применяется:

1. Одиночные радиотелескопы используются для определения характеристик радиоизлучения от какого нибудь радиоисточника (поляризация, распределение мощности по спектру и т.д.). Если сигнал смодулирован по амплитуде (пульсары, например), можно определить ее характеристики.

2. Радиоинтерферометры, благодаря их высокой разрешающей способности, применяются для определения точных координат точечных радиоисточников (звезды, межпланетные станции и т.д.) либо получения "радиоизображения" (в виде изолиний) протяженных источников (радиогаллактики, например). Так был получен "рисунок" спиральных рукавов нашей Галактики (по водороду).


Ну вот это, в принципе, все.

Теперь, Astr, вам надо определиться с задачами, которые ва собираетесь решать с помощью радиотелескопа, выбрать Радиоинтерферометр или Радиотелескоп, и будем думать как это все соорудить.

Предупреждаю сразу, влетит это в копеечку (на 2 - 4 порядка дороже среднего оптического любительского телескопа).

[saulius]

несколько заметок ,хоть не радиоастраномного , но СВЧ-иста.
Радиотелескопы строяться по тем-же принципам ,как и оптические.
Радиотелескопы конструируються предельно "светосильные" ,потому ,что изображение сканируеться поворотом всего телескопа (исключение Пуерториканский ,где так-же используеться сканирование и в фокальной поверхности ) , потому важна характеристика только центральной точки ( соответсвенно нет комы , искажений поля ,хроматизма и других проблемм оптики) . Предел светосилы - фокус не может быть короче глубины зеркала ,потому ,что тогда понижаеться избирательность поляризации.
    Iorka -"Все что приходит в антенну из космоса обычно именуется "Космическое радиоизлучение" или "Сигнал"."
    Часто сигнал имеет случайный характер как и шум ,потому для его анализа применяються статистические методы.
    Astr-"два радиотелескопа стоят рядом, по диаграмме направлены на одну и ту же точку с малой отстройкой. Вносим регулируемую задержку в один канал и смешиваем сигналы. Делал ли кто-то такие эксперименты? "
    Думаю ,в таком случае потеряется пространственная избирательность. Пускай двойной телескоп работает как интерферометр или фазированная антенная решетка , а корреляцию померим разделив сигнал после детектора.