Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Приёмник Р. имеет низкий уровень шумов. Для обеспечения минимальности шумовой темп-ры системы антенна — приёмник охлаждается не только усилктель, но к облучатель илн его входная часть до 15—20 К. Шумовая темп-ра малошумящих транзисторных усилителен 1—20 К и примерно равна частоте, выраженной в ГГц. На волнах миллиметрового диапазона применяются также квантовые усилители и параметрические усилители. После усиления сигнал обычно поступает на смеситель, где смешивается с сигналом гетеродина, и далее на анализатор. Это может быть просто квадратичный детектор, на выходе к-рого сигнал пропорционален измеряемой мощности (темп-ре), анализатор импульсного излучения пульсаров, спектроанализатор, система записи на широкополосный магнитофон (в случае наблюдений в режиме радиоинтерферометрни со сверхдлннными базами). Результаты наблюдений обрабатываются на ЭВМ.
Для снижения разл. «паразитных» эффектов при измерении слабых сигналов от космич. объектов применяют ряд методов. Расчётная чувствительность измерений шумового сигнала ЬТ = TjY~Д/х определяется ра-днометрнч. выигрышем, равным Vr Д/т; в случае широких полос пропускания Д/ — 1 ГГц и времени накопления сигналов т ~ IO3C [(Д/т) ~ 10"®], ЬТ 20 мкК (прн
Tc »20 К). Чтобы выделить сигнал такого малого уровня, необходимо компенсировать (вычесть) собств. шумы аппаратуры и фона, напр, при помощи источника пост. тока. Это простейший случай — компенсац. метод. Однако реальная техн. чувствительность определяется стабильностью коэф. усиления аппаратуры, флук-
РАДИОТЕЛЕСКОП
РАДИОФИЗИКА
туацнями в атмосфере н т. д. Снижение влияния этих факторов достигается, методами амплитудной, диаграммной, частотной модуляции; нулевым, корреляционным. В методе амплитудной модуляции непосредственно на входе приёмника происходят быстрое сравнение измеряемой величины (сигнал объекта) с сигналом эталона (эквивалента) и выделения разностного сигнала на выходе приёмника. Если эталонный сигнал блкзок н измеряемой величине, то изменения уровня собств. шумов аппаратуры практически не влияют на измеряемую величину. Чувствительность этого метода 6 Г = TcKlV2 А/х. Практически полное исключение влияния изменения коэф. усиления радиометра достигается в нулевом методе — темп-ра эквивалента непрерывно подстраивается системой обратной связи под исследуемую темп-ру так, чтобы сигнал на выходе равнялся нулю. Измеряемой величиной в этом случае является темп-ра шумов эквивалента. В качестве эквивалента может быть выбрана близлежащая площадка неба, т. е. антенна попеременно наводится то на источник, то на площадку рядом с ним — диаграммная модуляция. При этом практически исключается влияние атмосферы. Диаграммная модуляция может осуществляться путём качания вторичного зеркала в системе Кассегреиа, переключением выходов двух облучателей (расположенных в фокальной плоскости зеркальной аитенны) либо переключением фазы сигнала в радионнтерферометре. В случае спектральных исследований переключение может осуществляться по частоте, т. е. сравниваться с шумами вне спектральной лнннн,— частотная модуляция. В но-ляризац. и радиоинтерференц. измерениях часто применяют корреляц. приём сигналов — двухканальный прнёмннк выделяет коррелированную составляющую сигнала. Собств. шумы аппаратуры в таком приёмнике не коррелируют между собой, в то время как принимаемый сигнал от точечного источника будет когерентным, т. е. будет коррелировать на выходе ра-дкометра. Аналогичное явление происходит прн приёме поляризов. сигнала источника на два ортогональных облучателя.
Лит. CM, при ст. Антенна радиотелескопа, Апертурный синтез. Л. И. I^ameeenno.
РАДИОФИЗИКА — раздел физики, охватывающий изучение и применение эл.-магн. колебаний и волн ра-дноднапазона, а также распространение развитых прк этом методов в др. наукн. На шкале эл.-магн. волн ра-диоднапазон занимает интервал частот от IO4 до 1011Гц (см. Радиоволны), н первоначально радиофиз. исследования придерживались этих границ. Co временем, однако, проявилась тенденция к «экспансии», и ныне Р. вобрала в себя физику эл.-магн. колебаний практически любого диапазона частот.
Совр. Р. имеет сложную н разветвлённую структуру, обеспечивающую: 1) техн. освоение всего охватываемого ею спектра эл.-магн. колебаний; 2) исследование физ. свойств линейных н нелинейных систем (сред) н создание их адекватных моделей; 3) обогащение новыми физ. идеями радиотехники, технологии и др. инженерных областей; 4) развнтке методов метрологии в части измерения важнейших физ. параметров, констант и создание надёжных эталонных стандартов; 5) исследование свойств окружающего пространства; 6) изучение эл.-магн. проявлений бнол. объектов.
"Р. сформировалась в 30—40-е гг. 20 в. с развитием радиотехники, радиосвязи, радио- и телевещания, радионавигации и радиолокации, что потребовало освоения новых диапазонов частот, разработки и воплощения физ. принципов генерации, излучения, распространения и приёма радиоволн, модуляцкн и кодирования радиосигналов и т. д. В СССР развитке Р. связано с именами Л. И. Мандельштама н Н. Д. Папалексн н с созданной нми науч. школой.
