Radyo Teleskop Antenleri
Radyo teleskop antenleri, gelen radyo dalgalarını yakalayan ve bir alıcıya odaklayan reflektörler ve besleyicilerdir; bunlar, bir radyo teleskobunun toplama alanını, hüzme şeklini ve frekans aralığını belirlemektedir.
Tanım
Bir radyo teleskop anteni, genellikle yansıtıcı bir çanak veya eleman dizisi şeklinde olan, radyo frekansı radyasyonunu yakalayan ve bir alıcıya bağlayan bir yapıdır; etkin toplama alanı, hüzme deseni ve çalışma frekans bandı ile karakterize edilmektedir.
Kapsam
Bu kapsam, parabolik çanak reflektörleri ve bunların besleyici ve alt reflektör düzenlemelerini, uzun dalga boyları için dipol ve faz dizili antenleri, hüzme desenlerini ve yan lobları, açıklık verimliliğini ve yüzey doğruluğunu, ayrıca büyük yönlendirilebilir ve sabit antenlerin yapısal ve yönlendirme gereksinimlerini içermektedir.
Temel sorular
- Anten boyutu ve yüzey doğruluğu, çözünürlüğü ve en yüksek kullanılabilir frekansı nasıl belirlemektedir?
- Çanak reflektörleri dipol ve faz dizili dizilerden ayıran nedir?
- Hüzme desenleri, kazanç ve yan loblar nelerdir?
- Açıklık verimliliği nasıl tanımlanır ve maksimize edilir?
Temel kuramlar
- Anten hüzmesi ve desenin karşılıklılığı
- Bir antenin gökyüzündeki tepkisi, yani hüzmesi, açıklık aydınlatmasının Fourier dönüşümüdür; bu nedenle, daha büyük ve daha homojen aydınlatılmış açıklıklar daha dar hüzmeler ve daha yüksek çözünürlük sağlamaktadır.
- Açıklık verimliliği ve yüzey doğruluğu
- Reflektör yüzeyinin ideal bir paraboloidden sapmaları, sinyali hüzmeden dışarı dağıtmaktadır ve Ruze ilişkisi, yüzey hataları dalga boyunun onda birine yaklaştığında verimliliğin keskin bir şekilde düştüğünü göstermektedir.
- Düşük frekanslar için faz dizili diziler
- Uzun dalga boylarında, sabit dipol elemanları elektronik olarak hüzmelere birleştirilmektedir; bu, modern düşük frekanslı dizilerde kullanıldığı gibi, hareketli yapılar olmaksızın esnek, yönlendirilebilir açıklıklara olanak tanımaktadır.
Klinik önem
Anten tasarımı, her radyo tesisinin hassasiyetini, frekans kapsamını ve çözünürlüğünü belirlemektedir; büyük çanakların yüzey doğruluğu, bir teleskobun soğuk gaz ve tozun radyasyon yaydığı milimetre ve milimetre altı bantlara ulaşıp ulaşamayacağını tayin etmektedir.
Tarihçe
Reber'in 1937'deki arka bahçe parabolü, yönlendirilebilir çanağı kurmuştur ve Jodrell Bank'tan 100 metrelik Effelsberg ve Green Bank teleskoplarına, sabit 305 metrelik Arecibo ve 500 metrelik FAST reflektörlerine kadar giderek daha büyük çanaklar bunu takip etmiştir. Faz dizili dipol dizileri, düşük frekanslı radyo astronomisini yeniden canlandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Grote Reber
- John D. Kraus
İlgili konular
Temel eserler
- wilson2013
- kraus1986
Sıkça sorulan sorular
- Bir radyo çanağı yüzeyi neden dalga boyunun bir kesri kadar pürüzsüz olmalıdır?
- Reflektördeki tümsekler ve sarkmalar, sinyali odaktan uzaklaştırarak verimliliği düşürmektedir. Ruze ilişkisi, yüzey hataları gözlem dalga boyunun yaklaşık onda birine ulaştığında kaybın hızla arttığını göstermektedir; bu nedenle milimetre dalga çanakları, onlarca mikron hassasiyetinde yüzeylere ihtiyaç duymaktadır.
- Bazı radyo teleskopları neden çanaklar yerine dipol dizileri kullanmaktadır?
- Uzun dalga boylarında bir çanak pratik olmayacak kadar büyük olmak zorunda kalacaktır ve bunun yerine birçok basit sabit dipol antenin doğru fazlarla birleştirilmesiyle hüzmeler elektronik olarak oluşturulabilmektedir. Bu, hareketli parçaları olmayan, düşük frekanslı araştırmalar için ideal, yönlendirilebilir, yeniden yapılandırılabilir bir teleskop sağlamaktadır.