Antena Teleskop Radio

Antena teleskop radio adalah reflektor dan umpan yang mencegat gelombang radio yang masuk dan memusatkannya ke penerima, menentukan area pengumpul, bentuk berkas, dan rentang frekuensi teleskop radio.

Definition

Antena teleskop radio adalah struktur, biasanya piringan pemantul atau susunan elemen, yang menangkap radiasi frekuensi radio dan menggabungkannya ke penerima, yang dicirikan oleh area pengumpul efektif, pola berkas, dan pita frekuensi operasinya.

Scope

Topik ini mencakup reflektor piringan parabola serta susunan umpan dan sub-reflektornya, antena dipol dan susunan bertahap untuk panjang gelombang panjang, pola berkas dan sidelobe, efisiensi apertur dan akurasi permukaan, serta tuntutan struktural dan penunjuk arah dari antena besar yang dapat digerakkan dan antena tetap.

Core questions

• Bagaimana ukuran antena dan akurasi permukaan menentukan resolusi dan frekuensi tertinggi yang dapat digunakan?
• Apa yang membedakan reflektor piringan dari susunan dipol dan bertahap?
• Apa itu pola berkas, gain, dan sidelobe?
• Bagaimana efisiensi apertur didefinisikan dan dimaksimalkan?

Key theories

Berkas antena dan resiprositas pola

Respons antena di langit, berkasnya, adalah transformasi Fourier dari iluminasi apertur, sehingga apertur yang lebih besar dan lebih seragam teriluminasi memberikan berkas yang lebih sempit dan resolusi yang lebih tinggi.

Efisiensi apertur dan akurasi permukaan

Penyimpangan permukaan reflektor dari paraboloid ideal menyebarkan sinyal keluar dari berkas, dan hubungan Ruze menunjukkan efisiensi menurun tajam setelah kesalahan permukaan mendekati sepersepuluh panjang gelombang.

Susunan bertahap untuk frekuensi rendah

Pada panjang gelombang panjang, elemen dipol tetap digabungkan secara elektronik menjadi berkas, memungkinkan apertur yang fleksibel dan dapat digerakkan tanpa struktur bergerak, seperti yang digunakan dalam susunan frekuensi rendah modern.

Clinical relevance

Desain antena menentukan sensitivitas, cakupan frekuensi, dan resolusi setiap fasilitas radio; akurasi permukaan piringan besar menentukan apakah teleskop dapat mencapai pita milimeter dan submilimeter tempat gas dingin dan debu memancarkan radiasi.

History

Parabola Reber pada tahun 1937 menetapkan piringan yang dapat digerakkan, dan piringan yang semakin besar menyusul, dari Jodrell Bank hingga teleskop Effelsberg dan Green Bank 100 meter serta reflektor Arecibo 305 meter dan FAST 500 meter yang tetap. Susunan dipol bertahap telah menghidupkan kembali astronomi radio frekuensi rendah.

Key figures

• Grote Reber
• John D. Kraus

Seminal works

• wilson2013
• kraus1986

Frequently asked questions

Mengapa permukaan piringan radio harus halus hingga sepersekian panjang gelombang?

Tonjolan dan kemerosotan pada reflektor menyebarkan sinyal menjauh dari fokus, menurunkan efisiensi. Hubungan Ruze menunjukkan bahwa kerugian meningkat tajam setelah kesalahan permukaan mencapai sekitar sepersepuluh panjang gelombang pengamatan, itulah sebabnya piringan gelombang milimeter membutuhkan permukaan yang akurat hingga puluhan mikron.

Mengapa beberapa teleskop radio menggunakan susunan dipol alih-alih piringan?

Pada panjang gelombang panjang, piringan harus berukuran sangat besar, dan berkas dapat dibentuk secara elektronik dengan menggabungkan banyak antena dipol sederhana yang tetap dengan fase yang tepat. Ini menghasilkan teleskop yang dapat digerakkan dan dikonfigurasi ulang tanpa bagian yang bergerak, ideal untuk survei frekuensi rendah.