Размещено на http://allbest.ru

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Данная работа отражает результаты исследования в вопросах достижения предельных параметров приемной системы радиотелескопа РТФ-32 радиоинтерферометрического комплекса КВАЗАР-КВО. В данном конкретном случае под приемной системой рассматривается система представляющая единое целое из облучающей системы радиотелескопа, с подсоединенными через антенно-фидерные тракты приемниками соответствующих диапазонов. Являясь составляющими входной части радиоинтерферометра, каждая из этих компонент во многом определяет чувствительность отдельного радиотелескопа и всего радиоинтерферометрического комплекса в целом.

В результате исследований, выполненных автором за период с 1998 г. по 2002 г, проведены настройка и исследование приемных систем радиотелескопов РТФ-32 комплекса КВАЗАР-КВО в п. Светлое и ст. Зеленчукская, предложены пути модернизации приемной системы радиотелескопа РТФ-32 в части оптимизации облучающей системы и антенно-фидерных трактов, проведены наблюдения на одиночном радиотелескопе и на радиоинтерферометре «Светлое-Зеленчукская».

Актуальность темы. В настоящее время в России завершается создание сети КВАЗАР-КВО, состоящей из трех антенн. Комплекс КВАЗАР-КВО - многоцелевая система для исследования в области астрометрии, космической геодезии и радиоастрономии, с использованием РСДБ технологии. Ввод в эксплуатацию комплекса позволяет решать задачи, требующие высокого углового разрешения, как в автономном режиме, так и при совместной работе с другими РСДБ-сетями.

Ведение в эксплуатацию первых радиотелескопов сети КВАЗАР-КВО в п. Светлом (Ленинградская обл.) и в ст. Зеленчукская (Карачаево-Черкеская республика) сопровождалось необходимостью их настройки и исследованием этих новых инструментов. На радиотелескопе РТФ-32 впервые в России была применена облучающая система с асимметричным контррефлектором и расположением вторичных фокусов на фокальной окружности. Такая конструкция позволяет оперативно осуществлять смену частотного диапазона работы радиотелескопа (рабочего облучателя), путем поворота контррефлектора вокруг оси главного зеркала. Для исследования этой асимметричной облучающей системы потребовалось разработать специальные методики проведения фокусировки и измерения параметров приемной системы.

Наиболее значимым показателем, характеризующим качество радиоинтерферометра, является отношение амплитуды сигнала к среднеквадратичному значению шума на «усредненном» выходе коррелятора. Улучшение отношение сигнал-шум позволяет сокращать время наблюдений источника, расширить список источников, которые можно наблюдать и обеспечить равномерное покрытие небесной сферы доступными для наблюдений источниками. Все это позволяет оптимально строить наблюдательные программы, что повышает информативность радиоинтерферометра.

Решение этой задачи во многом определяется используемой аппаратурой и, в частности, приемными системами радиотелескопов входящих в состав интерферометра. Основные пути повышения качества приемной системы _ уменьшение шумовой температуры собственно радиотелескопа (включая облучатель и входные тракты приемника) и увеличение антенной температуры источника, т.е. повышение эффективности облучающей системы радиотелескопа.

Цель работы:

Настройка и исследование приемных систем РСДБ-комплекса КВАЗАР-КВО с целью достижения расчетных параметров, позволяющих, в том числе, включить радиоастрономические обсерватории «Светлое» и «Зеленчукская» в состав международных РСДБ сетей; создание методик для настройки и исследования приемной системы радиотелескопа РТФ-32.

Оптимизация приемной системы радиотелескопа РТФ-32 с целью достижения предельных параметров приемной системы.

Наблюдение слабых объектов на одиночном радиотелескопе для проверки достигнутых параметров приемной системы.

Научная новизна работы. В процессе исследования приемной системы при вводе радиотелескопа РТФ-32 в эксплуатацию получены следующие новые результаты:

1. Разработаны оригинальные методики фокусировки приемной системы РСДБ-комплекса КВАЗАР-КВО, использование которых позволило начать регулярные наблюдения на радиотелескопе.

2. Проведены исследования основных параметров приемной системы: эквивалентной плотности потока системы (SEFD), коэффициента использования поверхности (КИП), шумовой температуры приемной системы РСДБ-комплекса КВАЗАР-КВО с асимметричной системой облучения по разработанным методикам.

3. Предложены способы оптимизации приемной системы радиотелескопа РТФ-32 с использованием частотно-селектирующей поверхности (ЧСП), поляризаторов с перегородкой и скрещенных диполей, позволяющие достичь предельных параметров приемной системы.

4. Разработана методика наблюдения предельно слабых объектов на радиотелескопах РТФ-32.

Практическая ценность:

Предложена модернизация приемной системы радиотелескопа, которая дает улучшение по параметру SEFD на 50% в дециметровых диапазонах длин волн и на 15% в сантиметровых.

Разработанные методики фокусировки приемной системы РСДБ комплекса КВАЗАР-КВО позволили начать регулярные наблюдения на радиотелескопе.

Созданы методики измерения основных параметров приемной системы, позволяющие проводить оперативный контроль качества приемной системы.

Применен алгоритм наблюдения слабых источников для исследования тесных двойных систем.

На защиту выносятся:

Результаты исследования приемных систем РСДБ-комплекса КВАЗАР-КВО в радиоастрономических обсерваториях «Светлое» и «Зеленчукская».

Комплекс методик настройки и измерения параметров приемной системы для радиотелескопа с несимметричной облучающей системой.

Способы оптимизации приемной системы радиотелескопа РТФ-32 с использованием частотно-селектирующей поверхности (ЧСП), поляризаторов с перегородкой и скрещенных диполей.

Методика наблюдения слабых объектов на радиотелескопах РСДБ-комплекса КВАЗАР-КВО.

Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались автором на научных семинарах ИПА РАН, КРАО ГКТНУ, обсерваториях Шанхая и Урумчи АН Китая. По материалам диссертации сделаны доклады на XXVII Радиоастрономической конференции (Санкт Петербург, 1997), VIII российско-финском симпозиуме по радиоастрономии (Санкт Петербург, 1999), конференции «Астрометрия, геодинамика и небесная механика на пороге XXI века» (Санкт Петербург, 2000), Всероссийской астрономической конференции (Санкт Петербург, 2001).

Публикации и вклад автора. Основные результаты диссертации изложены в 16 работах, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях и двух отчетах о НИР [1-18].

В указанных работах автору принадлежит:

· в работах [1-5, 7, 8, 10-13, 15-18] -- непосредственное участие в настройке приемной системы, проведении измерений параметров приемной системы и обработка результатов измерений, разработка методик измерения.

· в работе [9] -- разработка предложений по использованию ЧСП в приемной системе радиотелескопа РТФ-32.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Она содержит страниц основного текста, рисунка и таблиц. Список литературы насчитывает наименование.

В первой главе диссертации рассматриваются основные характеристики приемной системы РСДБ-пункта (SEFD, КИП, шумовая температура приемной системы) и их влияние на точность и достоверность РСДБ наблюдений.

Во второй главе диссертации кратко описываются особенности приемной системы РСДБ комплекса КВАЗАР-КВО. Приведены расчеты основных характеристик приемной системы РСДБ комплекса КВАЗАР-КВО.

В третьей главе диссертации описываются разработанные автором методики фокусировки облучающей системы и методики измерения параметров приемной системы РСДБ комплекса КВАЗАР-КВО. Представлены результаты фокусировки облучающей системы и результаты измерений параметров приемной системы в обсерватории «Светлое» в диапазонах длин волн 18/21 см, 13 см, 3.5 см, 6 см и 1.35 см и в обсерватории «Зеленчукская» в диапазонах длин волн 3,5 и 6 см. Проводится сравнение полученных результатов с рассчитанными во второй главе.

В четвертой главе диссертации рассматриваются пути достижения предельных значений параметров приемной системы РСДБ комплекса КВАЗАР-КВО. Приведен расчет реально достижимых предельных параметров приемной системы радиотелескопа РТФ-32 и выполнено сравнение их с рассчитанными для существующей приемной системы.

В пятой главе диссертации описываются методы наблюдений слабых источников в РАО «Светлое» в режиме одиночного радиотелескопа и обсуждаются результаты наблюдений тесных двойных систем.

В Заключении обсуждаются основные результаты работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы цель работы, ее актуальность, научная новизна, практическая значимость работы и результаты, выносимые на защиту. Кратко изложено содержание работы.

В первой главе рассматривается приемная система радиотелескопа (рис. 1.).

Рис. 1. Приемная система радиотелескопа

В РСДБ для сравнения приемных систем разных наблюдательных пунктов применяется обобщающая величина _ эквивалентная плотность потока приемной системы (SEFD-System Equivalent Flux Density), представляющая собой плотность потока гипотетического радиоисточника, который имеет антенную температуру равную шумовой температуре приемной системы.

Эта величина измеряется в Янских. Исходя из определения:

SEFD = 2kT_сис/A_эфф(1)

где Т_сис - шумовая температура приемной системы,

А_эфф - эффективная площадь радиотелескопа,

А_эфф=КИП А_геом, А_геом_ геометрическая площадь апертуры антенны.

Значение SEFD может быть измерено непосредственно. Этот параметр объективно характеризует качество приемной системы радиотелескопа, поскольку не зависит от калибровки приемника.

В таблице 1 приведены основные параметры приемной системы и поясняется их использование в РСДБ.

Таблица 1. Основные параметры приемной системы.

параметр	Астрофизика	Астрометрия
SEFD	использование	при планировании и для калибровки результатов	для планирования и для диагностики
	измерение	по источнику, или вычисляется из зависимостей Тсис(t) и КИП(h)	по источнику, до и после эксперимента
Тсис(t)	использование	для вычисления SEFD (t) и для диагностики приемников	для диагностики приемников
	измерение	по Ткал, постоянно во время эксперимента	по Ткал, постоянно во время эксперимента
КИП(h)	использование	для вычисления SEFD(t)	не используется
	измерение	до эксперимента, по калибровочным источникам и Ткал	не измеряется
Ткал	использование	для расчета Тсис и КИП	для расчета Тсис
	измерение	до эксперимента по калиброванным нагрузкам	до эксперимента по калиброванным нагрузкам

Здесь Т_сис(t) _ зависимость шумовой температуры приемной системы от времени, КИП(h) _ зависимость коэффициента использования поверхности от угла места, Т_кал - шумовой калибровочный сигнал.

В первых трех параграфах второй главы кратко описываются составные части приемной системы РСДБ комплекса КВАЗАР-КВО: облучающая система, антенно-фидерные тракты и СВЧ приемный комплекс.

Измерение основных характеристик антенно-фидерных трактов проводилось по стандартным методикам. Результаты измерений основных характеристик трактов всех диапазонов длин волн приведены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики антенно-фидерных трактов.

Длина волны, см	Полоса рабочих частот, ГГц	Шумовая температура тракта, К	Коэффициент эллиптичности тракта	Потери тракта, дБ
1,35	22,085-22,385	23	0,92	0,35
3,5	8,2-8,7	7	0,93	0,1
13	2,15-2,5	20	0,85	0,3
6,2	4,6-5,1	7	0,94	0,1
18-21	1,4-1,7	14	0,85	0,2

В ходе разработки приемников проводились, с участием автора, детальные исследования их характеристик. Наиболее важной из них является шумовая температура. Средние значения шумовых температур приемников для разных частотных диапазонов представлены в таблице 3.

Таблица 3. Основные характеристики приемников.

Длина волны, см	Диапазон частот, ГГц	Частота гетеродина, ГГц	Шумовая температура, K
			FET	HEMPT
21	1,38-1,72	1.26	25	12
13	2,15-2,5	2.02	25	13
6	4,60-5,10	4.50	25	12
3,5	8,18-8,68	8.08	30	15
1,35	22,02-22,52	21.92	150	60

В четвертом параграфе проведены расчеты вкладов основных составляющих в шумовую температуру системы и коэффициент использования поверхности (КИП) для приемной системы РСДБ комплекса КВАЗАР-КВО. На этапе проектирования комплекса КВАЗАР-КВО предварительные расчеты были выполнены в ОКБ МЭИ. Автором проведены уточнения этих расчетов с учетом следующих факторов: неравномерное облучение апертуры; неточности изготовления отдельных элементов облучающей системы; отличие реально измеренных параметров составных частей приемной системы от использованных в расчетах ОКБ МЭИ; добавление нового диапазона длин волн 6 см.

Коэффициент использования поверхности антенны можно представить как произведение ряда сомножителей, каждый из которых учитывает влияние одного какого-либо фактора. Каждый из учитываемых факторов приводит к относительному снижению КИП -- _i , при этом полный КИП вычисляется по формуле:

(2)

где n -- число учитываемых факторов.

Результаты вычислений автором коэффициентов относительного снижения эффективности антенны _i сведены в таблицу 4

Таблица 4. Составляющие КИП.

Фактор	Длина волны, см
	1.35	3.5	6	13	18/21
Неравномерность поля в апертуре	hап.	0,874	0,874	0,874	0,874	0,874
Рассеяние облучателя за пределы контррефлектора	hрас.обл.	0.906	0.90	0.907	0.892	0.896
Рассеяние на кромке контррефлектора за пределы главного зеркала	hрас.КР/гл.з.	0.998	0.997	0.995	0.994	0.99
Искажение ампл.-фаз. распределения из-за рассеяния на кромке контррефлектора	hрас.КР/АФР	0.976	0.962	0.952	0.905	0.899
Затенение контррефлектором	зат.КР	0.985	0.985	0.985	0.985	0.985
Затенение опорами	hзат.опор	0.930	0.93	0.93	0.93	0.93
Отличие реального профиля зеркал от теоретического	hкач.пов..	0.61	0.922	0.973	0.9994	0.9997
Тепловые потери облучателя	hпот.обл.	0.953	0.977	0.99	1.0	1.0
Тепловые потери входного тракта	hпот.тр.	0,916	0,977	0,977	0,933	0,955
Рассогласование тракта	hсогл.	0,995	0,995	0,995	0,88	0,96
Коэффициент использования поверхности	КИП	0,37	0,61	0,64	0,53	0,59

Поле рассеивания антенны рассчитать довольно сложно, особенно в задней полусфере. Поэтому проще отдельно учитывать каждый фактор, приводящий к рассеиванию излучения и для каждого фактора определять поле рассеивания. Таким образом:

(3)

где:Т_ср.гл. -- усредненная температура излучения по телесному углу главного лепестка, представляет собой яркостную температуру неба в направлении главного лепестка и состоит из двух главных составляющих: яркостной температуры излучения атмосферы и космического радиоизлучения;

_рас _ коэффициент рассеивания - доля мощности, рассеиваемая антенной в боковые лепестки;

i _ фактор, приводящий к рассеиванию излучения;

Т_рас.i. -- усредненная температура излучения по полю рассеивания i-го фактора;

_рас.i - коэффициент рассеивания i-го фактора - доля мощности, рассеиваемая данным фактором;

(1 - h_пот) - величина потерь в облучающей системе;

Т_физ - физическая температура входных трактов.

Результаты вычислений составляющих шума антенны сведены в таблицу 5. При расчете яркостной температуры неба, яркостная температура излучения атмосферы взята для влажности воздуха 70% при температуре 20С.

Таблица 5. Составляющие Т_ша.

Фактор	Длина волны, см
	1.35	3.5	6	13	18/21
Яркостная температура неба в зените	Тн, ,К	31	5.8	5.3	4.9	4.5
Рассеяние облучателя за пределы контррефлектора	рас.обл	0,094	0,1	0,093	0,108	0,104
	Tрас.обл,,K	5,3	0,58	1,39	0,49	0,45
Рассеяние на кромке контррефлектора за пределы главного зеркала	рас.КР/гл.з	0,002	0,003	0,005	0,006	0,01
	Tрас.КР/гл.з,K	0,42	0,63	1,05	1,26	2,1
Затенение опорами	?зат.опор	0,035	0,035	0,035	0,035	0,035
	Tзат.опор,K	7,35	7,35	7,35	7,35	7,35
Тепловые потери облучателя и входного тракта	?пот	0,881	0,955	0,966	0,933	0,954
	Tпот.,K	36,73	13,26	9,43	19,1	11,8
Шумовая температура Антенны	Тша ,К	72	26,2	23,4	31,5	24,9

В таблице 6 приведены результаты расчетов значений величины SEFD по следующей формуле:

(4)

где Т_ша _ шумовая температура антенны (см. таблицу 5);

Т_пр _ шумовая температура приемника (см. таблицу 3);

КИП _ коэффициент использования поверхности (см. таблицу 4);

k - постоянная Больцмана;

r _ радиус раскрыва главного зеркала.

Таблица 6. Расчет SEFD.

Фактор	Длина волны, см
	1.35	3.5	6	13	18/21
Шумовая температура антенны	Тша ,К	72	26,2	23,4	31,5	24,9
Шумовая температура приемника	Тпр ,К	90	15	12	25	25
Коэффициент использования поверхности	КИП	0,37	0,61	0,64	0,53	0,59
	SEFD, Ян	1500	225	190	365	290

В первом параграфе третьей главы приводятся подробные методики для измерения основных характеристик приемной системы и контроля. Антенны комплекса КВАЗАР-КВО имеют асимметричный контррефлектор, а входные тракты и управление приемниками имеют некоторые особенности, поэтому методики отличаются от общепринятых.

Во втором параграфе приводятся результаты измерений характеристики приемной системы радиотелескопа РТФ-32 на РАО «Светлое» и их анализ. Измерения проводились по методикам, изложенным в первом параграфе. радиотелескоп чувствительность приемный источник

Для анализа измеренных характеристик и сравнения их с рассчитанными параметрами составлена сводная таблица (см. таблицу 7)

Таблица 7. Сравнение расчетных и измеренных параметров системы.

диапазон длин волн	Тпр, К	Тша,К	Тсис, К	КИП	SEFD, Ян
18-21 см	расчет	25	24.9	49.9	0,59	290
	измерение	1 канал	22	41,5	63,5	0,65	335
		2 канал	31	35	66	0,72	315
13 см	расчет	25	31.5	56.5	0,53	365
	измерение	1 канал	18,5	39,5	58	0,46	430
		2 канал	42,5	37,5	80	0,46	600
6 см	расчет	12	23,4	35,4	0,64	190
	измерение	1 канал	25	24,5	49,5	0,65	260
		2 канал	10	22,5	32	0,61	180
3,5 см	расчет	15	26,2	40,2	0,61	226
	измерение	1 канал	39	27,5	66,5	0,57	400
		2 канал	14.4	26,5	40,9	0,56	250
1,35 см	расчет =0,76 мм	90	72	162	0,37	1502
	расчет =1 мм	90	72	162	0,27	2058
	измерение	1 канал	104	76	180	0,27	2290
		2 канал	85	79	164	0,25	2250

где - качество поверхности радиотелескопа.

Измеренные значения шумовой температуры антенны хорошо соответствуют расчетным.

При настройке в сантиметровых диапазонах приемной системы на РАО «Зеленчукская» получены аналогичные результаты.

В первом параграфе четвертой главы рассматриваются пути модернизации облучающей системы в совмещенном диапазоне длин волн 13/3,5 см. Проанализирован альтернативный вариант одновременного приема в двух частотных диапазонах, который состоит в использовании частотно-селектирующих поверхностей (ЧСП) и приеме излучения на два раздельных облучателя.

Далее приведен обзор различных типов ЧСП. Из рассмотренных вариантов наилучшими характеристиками для применения на радиотелескопе РТФ-32 обладает комплиментарная ЧСП в виде металлического листа с перфорированными отверстиями. Такую ЧСП довольно легко изготовить.

Приведены асимптотические формулы, с помощью которых можно легко осуществить синтез данного типа ЧСП. Предложен вариант построения облучающей системы радиотелескопа РТФ-32 с использованием ЧСП (см. рис. 2).

Для предложенной схемы облучающей системы проведен синтез ЧСП, используя асимптотические формулы. Синтезированная ЧСП ослабляет сигнал примерно на 0.1 дБ, как при отражении в диапазоне длин волн 13 см, так и при пропускании в диапазоне длин волн 3.5 см

Во втором параграфе главы 4 рассматриваются пути модернизации входных трактов. Один из путей уменьшения вклада активных потерь антенно-фидерных трактов в общую шумовую температуру системы _ это их охлаждение.

Рис.2. Вид сверху на крышу зеркальной кабины. Вспомогательные зеркала и ЧСП показаны условно.

Поэтому предлагается для разделения левой и правой круговых поляризаций в сантиметровом диапазоне использовать поляризаторы с перегородкой, а в дециметровых - систему крестообразных диполей и четвертьволновую пластинку. Приведено описание конструкции модернизированных входных трактов.

В третьем параграфе приведен расчет параметров приемной системы для модернизированной приемной системы, следуя методу, использованному в главе 2. В таблице 8 приведены расчетные значения параметров модернизированной приемной системы и действующей в настоящее время.

Таблица 8 Сравнение параметров приемной системы.

диапазон длин волн, см	Тпр , К	КИП	Тша ,К	SEFD, Ян	SEFD,%
		действ. ПС	модерн. ПС	действ. ПС	модерн. ПС	действ. ПС	модерн. ПС
18-21	10	0,59	0,61	24,9	17,0	290	152	48
13	12	0,53	0,60	31,5	16,7	333	164	51
6	12	0,64	0,65	23,4	17,8	190	157	17
3,5	15	0,61	0,62	26,2	21,6	226	202	11
1,35	90	0,37	0,39	72	52,9	1502	1257	14

В результате предложенной модернизации приемной системы расчетное значение SEFD улучшится на 50% в дециметровых диапазонах и в среднем на 15% в сантиметровых.

Пятая глава посвящена наблюдению слабых источников на радиотелескопе РТФ-32.

В первом параграфе дано описание метода наблюдений слабых источников, реализованного на радиотелескопе РТФ-32.

Во время наблюдения антенна поочередно наводится на источник и на опорную точку, где находился источник 40 с назад.

Один цикл таких наблюдений занимает 80 с и состоит из следующих этапов:

в течении 20 с антенна сопровождает источник;

в течении 20 с антенна перебрасывается на опорную точку, где был источник 40 с назад;

в течении 20 с антенна сопровождает эту опорную точку;

за 20 с антенна возвращается на сопровождение источника.

Для достижения необходимой чувствительности циклы наблюдений повторяются.

Далее проведен расчет чувствительности, реализуемой данным методом наблюдений, с учетом вкладов шумов приемной системы, флуктуаций атмосферы и неразрешенных источников.

Результат расчета представлен на рис. 3.

Во втором параграфе приведены результаты тестовых наблюдений слабых источников с известными плотностями потоков, данные на которые взяты из каталога «Green Bank» для диапазона длин волн 6 см.

Полученные данные приведены в таблице 9.

Таблица 9. Наблюдение тестовых источников.

источник	канал	без накопления	накопление
		, мК	, мК	, мК	, мК	число циклов
J0836+2728 260 мЯн	RCP	54	16	54	2	89
	LCP	48	34	48	4	88
J1530+1742 65 мЯн	RCP	11	16	11	2	87
	LCP	12	17	12	2	88
J1310+3525 107 мЯн	RCP	19	10	18	1	86
	LCP	16	7	15,8	0.8	87
3С286 7480 мЯн	RCP	1305	27	1305	3	89
	LCP	1225	25	1225	3	85
вне источника	RCP	2	12	2	2	47
	LCP	1,5	10	1,5	2	48

здесь _. - усредненная антенная температура источника;

- среднеквадратичное отклонение .

Из приведенных в таблице данных видно, что в результате проведенного накопления точность полученного результата улучшается примерно как корень квадратный из количества накопленных циклов.

При этом достигается чувствительность 1 мК (или в единицах потока 6 мЯн) за 2 часа наблюдений при безоблачной атмосфере, что совпадает с расчетной (см. рис. 3).

Наличие облаков ухудшает чувствительность в несколько раз.



Рис. 3. Зависимость реальной чувствительности от продолжительности наблюдений.

В третьем параграфе приводятся результаты наблюдения тесных двойных систем, по предложенной выше методике, проведенных в 2002 году на радиотелескопе РТФ-32 в РАО «Светлое» в диапазоне длин волн 6 см.

Поочередно наблюдались исследуемые источники и источники с известной плотностью потока Сканирование исследуемых источников длилось 2 часа, тестовых от 30 мин до 2 часов. Перед началом и после каждого скана подавался калибровочный сигнал известной величины. Также для определения систематических ошибок проводилось сканирование участков неба свободных от источников. Результаты наблюдений приведены в таблице 10.

Таблица 10. Наблюдение тесных двойных систем.

дата	время UT	источник	LCP	RCP
			Та, мК	, мК	Та/	Та, мК	, мК	Та/
18	01:17-03:17	AD-Leo	34	7	5	33	4	8
18	04:52-06:53	TX-Crb	35	3	12	38	2	19
18	17:11-18:40	Algol	7	4	2	0.8	1.5	0.5
29	23:46-01:46	AD-Leo	34	7	5	33	4	8
30	02:10-04:10	3C286 (7480 мЯн)	1305	2	652	1225	2	612
30	05:05-07:06	TX-Crb	17	5	3	16	4	4
30	16:33-18:33	UX-Ari	1	3	-	2	2	1
30	19:33-20:38	pusto	2	2	1	1.5	2	-
30	21:04-23:04	J0836	54	2	27	48	3	16
30	23:25-1:25	AD-Leo	11	2	5.5	11	1	11
31	01:36-03:36	J1310+3525 (107мЯн)	19	1.5	13	16	1	16
31	03:45-04:48	J1530+1742 (65 мЯн)	11	2	5.5	12	2	6
31	04:49-06:33	TX-Crb	15	1	15	14	2	7
31	14:18-16:18	TZ-Tri	1	1	1	-0.5	1.5	-
31	16:29-17:32	pusto	1.6	4.6	0.35	2.1	2.8	0.75
57	20:40-21:06	J0856+2111 (350 мЯн)	90	5	18	85	3	28
57	21:20-23:20	AD-Leo	15	4	4	12	2	6
57	23:44-0:11	J1122+1805 (744 мЯн)	131	10	13	129	6	21.5
58	00:30-02:30	AD-Leo	13	2	6.5	15	3	5
58	02:50-03:17	J1504+3249 (203 мЯн)	45	11	4	44	5	9
58	03:25-05:25	TX-Crb	5	6	1	7	2	3.5
58	15:19-17:19	pusto	-1	12	-	-2	4	-
77	18:59-19:29	J0856+2111 (350 мЯн)	91	3	30	86	4	21
77	19:45-21:45	AD-Leo	11	4	3	10	3	3
77	22:03-22:33	J1122+1805 (744 мЯн)	128	3	42	132	4	33
78	19:10-19:40	J0856+2111 (350 мЯн)	90	3	30	84	5	28
78	19:50-21:50	AD-Leo	7	1	7	8	1	8
78	21:59-22:29	J1122+1805 (744 мЯн)	126	4	31	130	3	43

Из приведенных в таблице данных видно, что достоверные результаты (антенная температура источника больше 3) получены только для источников AD-Leo и TX-Crb. При наблюдении источников Algol, UX-Ari, TZ-Tri излучения в диапазоне длин волн 6 см зарегистрировано не было.

Таким образом, предложенная методика позволяет проводить в диапазоне длин волн 6 см на радиотелескопе РАО «Светлое» мониторинг тесных систем для обнаружения радиоизлучения с плотностью потока больше 30 мЯн.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный расчет параметров приемной системы, с использованием данных непосредственных измерений отдельных элементов системы и учет новых факторов, позволил получить оценки величин шумовой температуры системы, коэффициента использования поверхности и SEFD.

Разработанные методики настройки и измерения основных параметров приемной системы, позволяют проводить исследования радиотелескопа и оперативно контролировать качество приемной системы.

Выполненные исследования приемных систем на радиотелескопах РТФ-32 (настройка, измерение параметров в зависимости от угла места и анализ полученных результатов) в обсерваториях «Светлое» и «Зеленчукская» дали возможность начать проведение различных наблюдательных программ.

Результаты этих исследований позволяют сделать вывод, что экспериментальные параметры радиотелескопов РТФ-32 (радиоастрономические обсерватории «Светлое» и «Зеленчукская»), в целом, соответствуют расчетным, что говорит о правильности выполненной настройке приемной системы.

Для достижения предельных параметров предложена модернизация приемной системы радиотелескопа РТФ-32. Использование ЧСП позволяет вести одновременный прием в диапазонах 13 и 3,5 см на два различных рупора. Применение в сантиметровых диапазонах длин волн поляризаторов с перегородкой, благодаря малым размерам, позволяет разместить поляризатор в одном криостате вместе с двумя МШУ и, тем самым, минимизировать потери в приемной системы. Использование в дециметровых диапазонах длин волн криоблоков с системой крестообразных диполей также позволяет улучшить параметры приемной системы.

Предложенная модернизация приемной системы при прочих равных условиях дает улучшение по параметру SEFD на 50% в дециметровых диапазонах длин волн и в среднем на 15% в сантиметровых.

Предложена методика наблюдений слабых источников на радиотелескопе РТФ-32. Реализованная в наблюдениях по предложенной методике чувствительность, в условиях безоблачной атмосферы, соответствует расчетной. Это подтвердило правильность выполненной настройки приемной системы в целом

Здесь же представлены результаты сравнения параметров приемной системы радиотелескопа РТФ-32 с параметрами радиотелескопов входящих в состав РСДБ сетей. Тщательная настройка и методичное всестороннее исследование параметров приемной системы, позволили радиотелескопам РТФ-32 занять достойное место в этом мировом сообществе, а после проведения предложенной модернизации радиотелескоп РТФ-32 выйдет на одну из передовых позиций.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Д.В. Иванов, И.А.Ипатова, В.В.Мардышкин, А.Г.Михайлов, Б. В. Койнаш, А. Е. Грицков. Исследование возможностей создания сверхмалошумящих криорадиометров диапазона длин волн 21; 13; 6; 3,5; 1,35см. Отчет, С.Петербург, ИПА. 1992г, 95 с.

Д.В. Иванов, А.В.Ипатов, И.А. Ипатова, В.В.Мардышкин, А.Г.Михайлов, Б. В. Койнаш, Л. И. Сафонова. Выбор оптимальной схемы высокочувствительного радиометра; разработка отдельных блоков и узлов ее составляющих для создания сверхмалошумящих криорадиометров дм. и см. диапазона. Отчет, С.Перербург, ИПА. 1993г. 51с.

Tsvetkov L. I., Nesterov N. S., Pozdnjakov M. M., Mironov M. A., Strepka I. D., Baranov N. V., Ipatov A. V., Ipatova I. A., Ivanov D. V., Kutuzov A. S., Mardyshkin V. V. and Mikhailov A. G. The Simeiz VLBI station: a applied experience of the S/X-band receiver system. - Proceedings of 5th International symposium on recent advances in microwave technology, Kiev, Ukraine September 11-16, 1995.- Kiev, 1995.-p.654-657.

Нестеров Н. С., Матвеенко Л. И., Кларк Т. А., Босворт Дж., Ванденберг Н., Гордон Д., Химвич Е., Шаффер Д., Витней А., Корей Б., Ниел А., Томас С., Копелянский Г. Д., Мусин Р. Х., Шевченко А. В., Вольвач А. Е., Степанов А. В., Никитин П. С., Ипатов А. В., Мардышкин В. В., Иванов Д. В., Яцкив Я. С., Медведский М. М. РСДБ станция Симеиз - новый статус. - Тезисы докладов XXVI Радиоастрономической конференции, С. Петербург 18-22 сентября 1995. - С. Петербург. - 1995. - с. 229-230.

Ivanov D.V., Volvach A.E. Current Observation Status of Simeiz Geodetic VLBI Station. Abstracts of XXVIII-th Young European Radio Astronomers Conference. September, Groningen 1995. p.30.

Иванов Д.В. Возможности применения частно-селектирующих поверхностей в облучающей системе радиотелескопов радиоинтероферометрической сети КВАЗАР. Труды ИПА РАН. Вып.2. Техника радиоинтерферометрии- СПб.: ИПА РАН. 1997 г. с 213-231.

Веселкова С.В., Желтиков О.Е., Иванов Д.В., Ипатова И.А., Мардышкин В.В., Михайлов А.Г Опыт использования радиометров, разработанных для сети КВАЗАР, на РСДБ-станциях в Симеизе, Шанхае и Урумчи. Труды ИПА РАН. Вып.2. Техника радиоинтерферометрии- СПб.: ИПА РАН. 1997 г. с. 265-275.

Веселкова С.В., Желтиков О.Е., Иванов Д.В., Ипатова И.А., Мардышкин В.В., Михайлов А.Г Опыт использования радиометров, разработанных для сети КВАЗАР, на РСДБ-станциях в Шанхае и Урумчи. Тезисы докладов XXVII Радиоастрономической конференции. Том 3. Санкт-Петербург, 1997. с.180-181.

Иванов Д.В., Ипатов А.В., Крат О.И., Ферсман Г.А Перспективы использования полупрозрачных зеркал в АФУ радиотелескопа сети КВАЗАР-КВО.Тезисы докладов XXVII Радиоастрономической конференции. Том 3. Санкт-Петербург, 1997. с.64-65.

Иванов Д.В., Ипатов А.В., Ипатова И.А., Мардышкин В.В., Михайлов А.Г. Основы конструирования малошумящих криорадиометров высокой чувствительности. Труды ИПА РАН. Вып.2. Техника радиоинтерферометрии. СПб.: ИПА РАН, 1997. 232-241.

Иванов Д.В., Ипатов А.В., Ипатова И.А., Мардышкин В.В., Михайлов А.Г. Приемники радиоинтерферометрической сети КВАЗАР. Труды ИПА РАН. Вып.2. Техника радиоинтерферометрии- СПб.: ИПА РАН, 1997. с.242-256.

Ivanov D.V., Ipatova I.A., Ipatov A. V., Mardyshkin V. TNA-400-1 radio telescope in Svetloe. Some technical characteristics. In Radioastronomical Researches. Proceedings of the VIII Russian-Finnish Symposium on Radioastronomy, June 28-July 3, 1999, S.Peterburg, Russia. p.10-12.

Грачев В.Г., Иванов Д.В., Ипатов А.В., Ипатова И.А., Кайдановский М.Н., Мардышкин В.В., Смоленцев С.Г., Рахимов И.А., Финкельштейн А.М. Радиотехнические параметры радиотелескопа РТФ-32 РАО «Светлое». Материалы конференции «Астрометрия, геодинамика и небесная механика на пороге XXI века», Санкт Петербург, 2000. с.318-323.

Иванов Д.В. Входные тракты радиотелескопов радиоинтерферометрической сети КВАЗАР. Труды ИПА РАН, вып.5, С-Пб.: ИПА РАН, 2000. с.135-150.

Ivanov D.V., Smolentsev S., Malkin Z. Svetloe Radio Astronomical Observatory. 2000 IVS Annual Report, Greenbelt, 2001. р.123-126.

И.А. Рахимов, Ш.Б. Ахмедов, А.А. Зборовский, Д.В. Иванов, А.В. Ипатов, С.Г. Смоленцев, А.М. Финкельштейн. Исследование параметров радиотелескопа ИПА РАН, РТ-32 обсерватории "Светлое"; тезисы докладов Всероссийской астрономической конференции 2001, С-Пб 2001. с.152.

Д.В.Иванов, А.В.Ипатов А.Г.Михайлов, А.А.Зборовский Методика наблюдения слабых источников, на радиотелескопе РТФ-32. Тезисы докладов Всероссийской астрономической конференции 2001, С-Пб 2001. с.74-75.

Д.В.Иванов, И.А.Ипатова, И.В.Ковалев, А.С.Мишуринский, В.Г.Олифиров, А.С.Потапенко Первые результаты измерения радиотехнических параметров радиотелескопа РАО "Зеленчукская", РСДБ сети КВАЗАР. Тезисы докладов Всероссийской астрономической конференции 2001, С-Пб 2001. с.74.

Размещено на Allbest.ru

...