Sinteza diafragmei

Sinteza diafragmei este o metodă de observare radio prin interferență care face posibilă obținerea unei rezoluții unghiulare ridicate pe radiotelescoape mici distanțate în spațiu . Folosit pe scară largă în radar și radioastronomie .

Un singur radiotelescop cu o antenă parabolică are o rezoluție limită

\theta_{min} = \frac{\lambda}{d}

unde este lungimea de undă și este diametrul deschiderii. Cele mai mari radiotelescoape (până la 100 m în diametru la lungimi de undă de centimetri) oferă o rezoluție de câteva secunde de arc. Pentru comparație, în optică, aceeași rezoluție vă permite să obțineți un reflector amator de 10 cm . Totuși, un sistem de două radiotelescoape care funcționează în modul radio interferometru are o rezoluție invers proporțională nu cu dimensiunea antenelor, ci cu distanța dintre ele. $\lambda$ $d$

Istorie

Concepte de bază

În radioastronomie, se operează de obicei cu conceptul de flux de radiație sau de temperatură a antenei . Ambele aceste mărimi caracterizează cantitatea de energie provenită din sursa studiată. Cu toate acestea, formalismul atât al coordonatelor spațiale, cât și al frecvențelor spațiale este posibil . Trecerea de la un formalism la altul se realizează prin transformata Fourier : $S(\theta,\varphi)$ $T_a(\theta,\varphi)$ $(\theta,\varphi)$ $(u,v)$

\hat{T}_a(u,v)=\int\int\limits_{-\infty}^{\infty}T_a(\theta,\varphi)e^{-i2\pi(\theta u+ \varphi v )}\,d\theta d\varphi

Sinteză secvenţială

Să presupunem că există două antene, distanța (baza) între care poate varia până la o anumită limită . Dacă aceste două antene sunt îndreptate către un obiect, atunci radiația obiectului va crea tensiuni și pe receptorii lor . În același timp , acesta este același semnal, deplasat doar de momentul depășirii distanței suplimentare (vezi ilustrația). S-a dovedit [1] că funcția de corelație încrucișată a acestor semnale va fi legată de temperatura antenei: $D_{max}$ $V_1(t)$ $V_2(t)$ $V_1(t)$ $V_2(t)$

K(u,v) = \frac{\overline{V_1\cdot V_2^*}}{\overline{V_1\cdot V_1^*}} = \frac{\iint T_a(\theta,\varphi)e^{ -i2\pi(\theta u+ \varphi v)}\,d\theta d\varphi}{\iint T_a d\theta d\varphi} = \frac{\hat{T}_a(u,v)}{ P_0}

în plus, din proprietățile transformării Fourier rezultă:

\frac{1}{2\Delta \theta} = u_{max} \equiv \frac{D_{max)){\lambda}

\theta_s=\frac{1}{2\Delta u}=\frac{1}{2\cdot(\Delta D /\lambda)}

unde este rezoluția unghiulară a interferometrului, sunt dimensiunile unghiulare ale sursei, este linia de bază maximă admisă și este pasul de schimbare a bazei. Astfel, o observație pe un astfel de interferometru face posibilă obținerea unui punct pe planul UV. După ce sunt obținute toate punctele necesare, folosind transformarea Fourier inversă, puteți restabili imaginea obiectului . $\Delta \theta$ $\theta_s$ $D_{max}$ $\Delta D$ $T_a(\theta,\varphi)$

Sinteză paralelă

În principiu, chiar și două antene sunt suficiente pentru sinteză. Dar pentru sursele extinse, pasul de schimbare a bazei poate fi prea mic și va dura multe ore pentru a umple planul UV. Dacă sursa are variabilitate pe scale de timp mai mici, atunci nu va fi detectată. Cu toate acestea, dacă luăm N antene și le aranjam sub forma unei cruci la distanța necesară una de cealaltă, atunci după o observație întregul plan UV va fi umplut, deoarece corelația pe perechi va oferi toate bazele necesare. Un astfel de model se numește cruce Mills . $\Delta D$

Vezi și

Note

↑ N. A. Esepkina , D. V. Korolkov, Yu. N. Pariyskiy. Radiotelescoape și radiometre. — M .: Nauka, 1973.

Literatură

Metoda de sinteză a deschiderii / Matveenko L. I. // Fizica spațială: Little Encyclopedia / Colegiul editorial: R. A. Sunyaev (ed. șef) și alții - ed. a II-a. - M .: Enciclopedia Sovietică , 1986. - S. 121. - 783 p. — 70.000 de exemplare.

Link -uri

Dicționare și enciclopedii	Rusă mare