Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
же Р., в к-рых принятые сигналы предварительно де- у тектируются, см. Интерферометр интенсивности)
Пронимаемые антеннами -----------—т
сигналы точечного источни- T
ка имеют относит. запазды- Кприімнику
вание т, к-рое определяется
S
Рис. 1.
относит, положением источника 0 и дляиой базы Bi т = #sin0/<\ Относит, запаздывание и, следовательно, разность фаз сигналов изменяются при движении источника по небесной сфере, в результате на выходе Р. возникают иитерференц. максимумы и минимумы. Диаграмма направленности одиночной антенны оказывается промодулироваииой иктерфереиц. лепестками. Ширина иитерференц. лепестка Х(В cos 0) 1 соответствует угл. разрешению Р. Чувствительность Р. определяется эфф. площадью антенн. Длина базы Р. ограничена ВЧ-ли-нией связи, к-рая обычно не превышает неск. Км. На больших длинах баз (до десятков км) используют ре-траисляц. линии передач. В радиоастрономии для повышения чувствительности измерений сигналы принимают в возможно большей полосе частот А/. Ширины
и положения интерференц. лепестков иа разных частотах различны, что приводит к размытию ннтерфереиц. картины. И лишь там, где разность хода лучей равна нулю, ннтерфереиц. лепесткн совпадают. Кол-во интерференц. лепестков обратно пропорционально ширине полосы, N — //Д/. Поэтому при иаблюдеияи радиоисточников на Р. проводят компенсацию разности хода сигналов.
Дальнейшим развитием Р. является р а д и о и н-терферометр со сверхдлинной базой. Сигналы, принятые антеннами, когерентно преобразуются и записываются иа магнитофоны. Когерентное преобразование сигналов проводится с помощью квантовых стандартов частоты. С их помощью осуществляется и синхронизация записей. Записи считываются с магя. лент спец. процессором, н выделяется коррелиров. сигнал, соответствующий интерференционной картине. В этом случае лияыя передачи отсутствует и длины баз могут быть сделаны сколь угодно большими. Для компенсации относят, запаздывания сигналы считываются с соответствующей задержкой. Практически все крупные радиоте ескопы мира объединены в единую глобальную радио интерференц. сеть. Угл. разрешение сети достигает предельного (в условиях Земли) значения [~10~4 секунды дуги (на X ~ 1 см)].
В отличие от обычного телескопа, Р. регистрирует не изображение объекта Гь(х,#) (T16- яркостная температура, х,у — угл. координаты на небесной сфере, связанные с источником), а одиу нз пространственных гармоник этого изображения
Л(и,17)~^7’ь(х,у) exp [2ni(ux+vy)\dxdy,
где и и V — пространственные частоты, равные проеи-циям вектора базы В на оси хну соответственно, выраженные в длинах воли. Чтобы получить изображение объекта Ть(х,у), необходимо измерить все гармоники этого изображения, т. е. провести наблюдения объекта на Р. с базами разной длины и ориентации. С помощью обратного преобразования Фурье
Tb(x^y) Л (и,и) ехр [—2ni{ux-\-vy)\dudv
получают (синтезируют) изображение объекта. Практически наблюдения на Р. проводят в пределах всей видимости источника над горизонтом — при разных проекциях базы на радио источник. Проекция вектора базы описывает иа небесной сфере эллипс (рис. 2), к-рый соответствует диапазону пространственных частот данного Р. Далее меняют расстояние между антеннами (Р. с базой перем. длины) и повторяют наблюдения. Для ускорения этого процесса одио-врем. используют неск.
аитеии. Они образуют п{п — 1)/2 двухэлементных Р. (л — число антеян) и т. о, существенно сокращают время наблюдений. Инструментами этого типа являются система апертурного синтеза (VLA) в Нью-Мексико (США), глобальная сеть Р. и др. (см. Антенна радиотелескопа).
Радио интерференц. метод применяется не только для решения астр, задач, но и в геодезии, космич. навигации, для измерений подвижек земных платформ, движения полюсов Земли и т. д.
Лит. см. при ст. Антенна радиотелескопа. Апертурный синтез. Л. И. Матвеенко*
РАДИОЛЙНИЯ ВОДОРОДА 21 см — спектральная лииия с длиной волны X « 21,1 см, обусловленная переходами между подуровнями сверхтонкой структуры осн. уровня энергии атома водорода. Причиной сверхтонкого расщепления является взаимодействие спинов
с__ U /Г)
Рис. 2.
215
РАДИОЛИНИЯ
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ
ядра и электрона. Энергия атома при параллельном расположении спинов несколько больше, чем при антн-параллельном. При измекеиии ориентации спииа электрона на противоположную происходит испускание (или поглощение) кванта излучения с X « 21,1 см (частота v « 1420 МГц). Принципиальная возможность нзлучения межзвёздным водородом Р. в. 21 CM указана в 1945 X. К. ван де Хюлстом (Н. Ch. van de Hulst). В 1948 И. С. Шкловский рассчитал ожидаемую интенсивность радиолинии и показал, что она достаточна для того, чтобы Р. в. 21 см можно было обнаружить методами радиоастрономии. В каждом отд. атоме переход, рождающий квант радиоизлучения, происходит в ср. 1 раз за 11 млн. лет, ио благодаря высокой распространённости атомарного водорода в межзвёздной среде радиолиния оказывается достаточно интенсивной. Р. в. 21 см обнаружена в 1951 почти од-иоврем. X. Юэиом (Н. Ewen), Э. Пёрселлом (Е. Purcell), К. Мюллером (С. Muller), Я. Оортом (J. Oort).