帶形射電望遠鏡

廣義地說﹐射電望遠鏡中凡天線反射面呈非軸對稱﹐即一方向的尺寸遠大於另一方向﹐就稱為帶形射電望遠鏡。

基本介紹

• 中文名：帶形射電望遠鏡
• 領域：天文
• 套用：天體觀測
• 分類：克勞斯型系統等

簡介

這種射電望遠鏡一般有扇形方向圖。帶形射電望遠鏡有克勞斯型系統﹑可變輪廓天線(即海金型﹑旋轉拋物面或球面的一個帶)和拋物柱面等類型。

工作原理

克勞斯型系統由作為主反射面的固定的旋轉拋物面截帶 B、可傾側的平面反射器C和收集B面所反射的輻射能的小拋物面或喇叭天線（所謂“照明”天線）A三部分組成。B與 C通常置於東西方向。通過調整C的傾斜度可在子午面內改變系統的赤緯指向，而B的垂直截面為拋物線狀，水平截面為圓弧狀，故可在一圓形軌道上移動照明天線A，跟蹤射電源的周日運動約1小時。由於主反射面固定，可旋轉的平面反射器較易安裝檢驗，因此可以建成精度較高的大型射電望遠鏡，且適於多頻段工作。最著名的克勞斯型系統有美國俄亥俄大學射電天文台、法國南錫系統和蘇聯澤緬基天文台的毫米波(PT－25)系統。可變輪廓天線由多平面鏡排列成的一旋轉拋物面截帶和在焦點處的短拋物柱面形的照明天線組成。平面鏡單元通過三個自由度運動──以焦點為中心的徑向位移、繞水平軸的旋轉和繞垂直軸的旋轉，調整其位置，便可以改變天線回響方向。反射面精度主要取決於各單元間的相互位置，易於實現設備的大型化和精密化。這種望遠鏡是蘇聯普爾科沃天文台最先使用的。1976年建成的蘇聯科學院專門天體物理台PATAH-600射電望遠鏡,是基於可變輪廓天線原理並結合克勞斯型系統設計成的。拋物柱面的饋源配置在焦線上，以調節饋源相位的辦法實現平行軸方向的電掃描，而垂直軸方向的方向束則借柱面繞水平軸的轉動進行調節。此類射電望遠鏡多作為複合射電干涉儀、綜合孔徑或十字系統的一部分來使用。單獨使用的典型例子是印度烏塔卡蒙德的地軸平行拋物柱面系統。

帶形射電望遠鏡

基本指標

射電天文所研究的對象，有太陽那樣強的連續譜射電源，有輻射很強但極其遙遠因而角徑很小的類星體，有角徑和流量密度都很小的恆星，也有頻譜很窄、角徑很小的天體微波激射源等。為了檢測到所研究的射電源的信號，將它從鄰近背景源中分辨出來，並進而觀測其結構細節，射電望遠鏡必須有足夠的靈敏度和解析度。

靈敏度和解析度是衡量射電望遠鏡性能的兩個重要指標。靈敏度是指射電望遠鏡"最低可測"的能量值，這個值越低靈敏度越高。為提高靈敏度常用的辦法有降低接收機本身的固有噪聲，增大天線接收面積，延長觀測積分時間等。解析度是指區分兩個彼此靠近射電源的能力，解析度越高就能將越近的兩個射電源分開。那么，怎樣提高射電望遠鏡的解析度呢？對單天線射電望遠鏡來說，天線的直徑越大解析度越高。但是天線的直徑難於作得很大，目前單天線的最大直徑小於300米，對於波長較長的射電波段解析度仍然很低。因此就提出了使用兩架射電望遠鏡構成的射電干涉儀。對射電干涉儀來說，兩個天線的最大間距越大解析度越高。另外,在天線的直徑或者兩天線的間距一定時，接收的無線電波長越短解析度越高。擁有高靈敏度。高解析度的射電望遠鏡，才能讓我們在射電波段"看"到更遠，更清晰的宇宙天體。

解析度指的是區分兩個彼此靠近的相同點源的能力，因為兩個點源角距須大於天線方向圖的半功率波束寬度時方可分辨，故宜將射電望遠鏡的解析度規定為其主方向束的半功率寬 。 為電波的衍射所限，對簡單的射電望遠鏡，它由天線孔徑的物理尺寸D 和波長λ決定。

展望

把造價和效能結合起來考慮，今後直徑100米那樣的大射電望遠鏡大概只能有少量增加，而單箇中等孔徑厘米波射電望遠鏡的用途越來越少。主要單拋物面天線將更普遍地併入或擴大為甚長基線、連線干涉儀和綜合孔徑系統工作。隨著設計、工藝和校準技術的改進，將會有更多、更精密的毫米波望遠鏡出現。綜合孔徑望遠鏡會得到發展以期獲得更大的空間、時間和頻率覆蓋。甚長基線干涉系統除了增加數量外，預期最終將能利用定點衛星實現實時數據處理， 把綜合孔徑技術同甚長基線獨立本振干涉儀技術結合起來的甚長基線干涉儀網和干涉儀陣的試驗，很可能孕育出新一代的射電望遠鏡。