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射电望远镜的工作原理是什么?

来源:www.dianxin.cn   时间:2022-11-10 14:15   点击:229  编辑:淳于泰 手机版

内容提要:【射电望远镜原理

天线感应电磁波,并将感应得到的信号转化为电压信号。射电望远镜是指观测和研究来自天体的 射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、 频谱及 偏振等量。包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录、处理和显示系统等。20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现: 脉冲星、 类星体、 宇宙微波背景辐射、 星际有机分子,被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。

2012年10月28日,亚洲最大的全方位可转动射电望远镜在上海天文台正式落成。这台射电望远镜的综合性能排名亚洲第一、世界第四,能够观测100亿光年以外的天体,将参与我国 探月工程及各项深空探测。被誉为“ 中国天眼”的500米口径球面射电望远镜是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,2016年9月在贵州落成。射电望远镜是主要接收天体射电 波段辐射的望远镜。射电望远镜的外形差别很大,有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜,有能够全方位转动的类似卫星接收天线的射电望远镜,有射电望远镜阵列,还有金属杆制成的射电望远镜。

射电望远镜的工作原理:

经典射电望远镜的基本原理是和光学反射望远镜相似,投射来的射电望远镜电磁波被一精确镜面反射后,同相到达公共焦点。用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦,因此,射电望远镜天线大多是 抛物面。射电望远镜表面和一理想抛物面的均方误差如不大于λ/16~λ/10,该望远镜一般就能在 波长大于λ的射电波段上有效地工作。对米波或长分米波观测,可以用金属网作镜面;而对厘米波和毫米波观测,则需用光滑精确的金属板(或镀膜)作镜面。从天体投射来并汇集到望远镜焦点的射电波,必须达到一定的功率电平,才能为接收机所检测。目前的检测技术水平要求最弱的电平一般应达10 -20瓦。射频信号功率首先在焦点处放大10~1000倍o并变换成较低频率(中频),然后用电缆将其传送至控制室,在那里再进一步放大p检波,最后以适于特定研究的方式进行记录、处理和显示。

天线收集天体的射电辐射,接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式,终端设备把信号记录下来,并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。表征射电望远镜性能的基本指标是空间分辨率和灵敏度,前者反映区分两个天球上彼此靠近的射电点源的能力,后者反映探测微弱射电源的能力。射电望远镜通常要求具有高空间分辨率和高灵敏度!

射电望远镜(radio telescope)是指观测和研究来自天体的 射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量 。包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录p处理和显示系统等。20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现: 脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、 星际有机分子,被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。

特点优势:

射电望远镜与 光学望远镜不同,它既没有高高竖起的望远镜镜简,也没有 物镜,目镜,它由天线和接收系统两大部分组成。巨大的天线是射电望远镜最显著的标志,它的种类很多,有抛物面天线,球面天线,半波偶极子天线,螺旋天线等。最常用的是抛物面天线。天线对射电望远镜来说,就好比是它的眼睛,它的作用相当于光学望远镜中的物镜。它要把微弱的宇宙无线电信号收集起来,然后通过一根特制的管子(波导)把收集到的信号传送到接收机中去放大。接收系统的工作原理和普通收音机差不多,但它具有极高的灵敏度和稳定性。接收系统将信号放大,从噪音中分离出有用的信号,并传给后端的计算机记录下来。记录的结果为许多弯曲的曲线,天文学家分析这些曲线,得到天体送来的各种宇宙信息。

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