آنتنهای تلسکوپ رادیویی
آنتنهای تلسکوپ رادیویی، بازتابندهها و فیدرهایی هستند که امواج رادیویی ورودی را رهگیری کرده و آنها را روی یک گیرنده متمرکز میکنند و بدین ترتیب، مساحت جمعآوری، شکل پرتو و محدوده فرکانسی یک تلسکوپ رادیویی را تعیین میکنند.
Definition
آنتن تلسکوپ رادیویی، ساختاری است که معمولاً یک دیش بازتابنده یا آرایهای از عناصر است که تابش فرکانس رادیویی را دریافت کرده و آن را به یک گیرنده متصل میکند و با مساحت جمعآوری مؤثر، الگوی پرتو و باند فرکانس عملیاتی خود مشخص میشود.
Scope
این موضوع شامل بازتابندههای سهموی و آرایش فیدر و زیربازتابنده آنها، آنتنهای دوقطبی و آرایه فازی برای طول موجهای بلند، الگوهای پرتو و لوبهای جانبی، کارایی دیافراگم و دقت سطح، و الزامات ساختاری و اشارهگری آنتنهای بزرگ قابل هدایت و ثابت میشود.
Core questions
- چگونه اندازه آنتن و دقت سطح، وضوح و بالاترین فرکانس قابل استفاده را تعیین میکند؟
- چه چیزی بازتابندههای دیش را از آرایههای دوقطبی و فازی متمایز میکند؟
- الگوهای پرتو، بهره و لوبهای جانبی چه هستند؟
- کارایی دیافراگم چگونه تعریف و به حداکثر میرسد؟
Key theories
- پرتو آنتن و تقابل الگو
- پاسخ یک آنتن در آسمان، یعنی پرتو آن، تبدیل فوریه روشنایی دیافراگم است، بنابراین دیافراگمهای بزرگتر و با روشنایی یکنواختتر، پرتوهای باریکتر و وضوح بالاتری را ایجاد میکنند.
- کارایی دیافراگم و دقت سطح
- انحرافات سطح بازتابنده از یک سهموی ایدهآل، سیگنال را از پرتو پراکنده میکند و رابطه روز نشان میدهد که کارایی به شدت کاهش مییابد، زمانی که خطاهای سطح به یک دهم طول موج نزدیک میشوند.
- آرایههای فازی برای فرکانسهای پایین
- در طول موجهای بلند، عناصر دوقطبی ثابت به صورت الکترونیکی در پرتوها ترکیب میشوند و دیافراگمهای انعطافپذیر و قابل هدایت را بدون ساختارهای متحرک امکانپذیر میسازند، همانطور که در آرایههای مدرن با فرکانس پایین استفاده میشود.
Clinical relevance
طراحی آنتن، حساسیت، پوشش فرکانسی و وضوح هر تأسیسات رادیویی را تعیین میکند؛ دقت سطح دیشهای بزرگ مشخص میکند که آیا یک تلسکوپ میتواند به باندهای میلیمتری و زیرمیلیمتری که گاز و غبار سرد در آن تابش میکنند، دست یابد یا خیر.
History
سهموی حیاط خلوت ربر در سال 1937، دیش قابل هدایت را پایهگذاری کرد و پس از آن دیشهای بزرگتر و بزرگتر، از جودرل بنک تا تلسکوپهای 100 متری افلزبرگ و گرین بنک و بازتابندههای ثابت 305 متری آرسیبو و 500 متری فست، ساخته شدند. آرایههای دوقطبی فازی، اخترشناسی رادیویی با فرکانس پایین را احیا کردهاند.
Key figures
- Grote Reber
- John D. Kraus
Related topics
Seminal works
- wilson2013
- kraus1986
Frequently asked questions
- چرا سطح دیش رادیویی باید تا کسری از طول موج صاف باشد؟
- برجستگیها و فرورفتگیها در بازتابنده، سیگنال را از کانون پراکنده کرده و کارایی را کاهش میدهند. رابطه روز نشان میدهد که افت به شدت افزایش مییابد، زمانی که خطاهای سطح تقریباً به یک دهم طول موج مشاهده شده میرسند، به همین دلیل دیشهای موج میلیمتری به سطوحی با دقت دهها میکرون نیاز دارند.
- چرا برخی تلسکوپهای رادیویی به جای دیش از آرایههای دوقطبی استفاده میکنند؟
- در طول موجهای بلند، یک دیش باید به طور غیرعملیاتی بزرگ باشد و پرتوها را میتوان به جای آن به صورت الکترونیکی با ترکیب بسیاری از آنتنهای دوقطبی ثابت ساده با فازهای صحیح تشکیل داد. این امر یک تلسکوپ قابل هدایت و قابل تنظیم مجدد بدون قطعات متحرک را فراهم میکند که برای بررسیهای فرکانس پایین ایدهآل است.