Структурная схема радиотелескопа

Радиотелескоп представляет собой устройство для измерения радиочастотной энергии поступающей из космоса. Радиотелескопы бывают разных конфигураций. Цель данного текста – дать представление о составляющих обобщенного радиотелескопа, который чаще всего используется радиоастрономами-любителями.

 

 

 


Антенна. Наиболее очевидная часть радиотелескопа. Антенны радиотелескопа аналогичны линзам оптического телескопа – служат для сбора радиочастотной энергии космоса. Антенны практически всех радиотелескопов имеет большие размеры. Тут все просто – большая антенна соберет больше энергии. Наиболее часто встречающийся тип антенн – это парабола, но есть и другие типы антенн. Смотрите статью "Классификация радиотелескопов". Например, для исследования пульсаров и бурь Юпитера используют большие массивы дипольных антенн. Есть массивы и других типов антенн – Яги, крестов Мильса и т.д. Практически любой тип антенн, имеющих какую-то диаграмму направленности был опробованы в радиоастрономии. Как говорилось выше, чем больше антенна, тем «острее» ее диаграмма направленности и тем зорче она, т.е. может разделить два объекта, находящимся на малом угловом расстоянии. Для повышения разрешающей способности радиотелескопов антенны объединяют в массивы.


Предусилитель. Сигналы, поступающие из космоса, как правило, очень слабые. Чтобы измерить их, мы должны усиливать их в миллионы раз. Но и сами усилители «шумят». А шумы, усиленные на начальных стадиях обработки сигнала, в дальнейшем могут возрасти и скрыть сам полезный сигнал. Чтобы этого не происходило, используют усилителя с низким уровнем шума. В любительских целях – используют специальные малошумящие транзисторы в усилителях. Профессиональные радиообсерватории используют охлаждение усилителей до очень низких температурах, всего на несколько градусов выше абсолютного нуля, чтобы свести к минимуму количество шумов, добавляемых компонентами усилителя. Одной из характеристик подобных усилителей является соотношение сигнал/шум. Если не вдаваться в подробности, то можно сказать, что если этот показатель меньше, чем 0,5 децибел (дБ), то усилитель можно считать очень хорошим.


Гетеродин. Гетеродин генерирует сигнал, который подается в смеситель вместе с сигналом от антенны для того, чтобы эффективно изменить частоту поступающего с антенны сигнала для дальнейшей его обработки.


Смеситель. Работа смесителя заключается в смешивании сигналов с предусилителя и гетеродина. Делается это по нескольким причинам. Во-первых, сложно построить хорошие усилители, фильтры и другие компоненты для высокочастотных цепей. Во-вторых, если делать усилители на частоты, на которых ведется наблюдение, есть хороший шанс, что некоторая часть усиленного сигнала в виде излучения с компонентов усилителя попадет обратно на приемное устройство антенны, получим обратную связь с нехорошими эффектами. Смеситель складывает сигнал от местного генератора с сигналом от предусилителя (входной сигнал) далее который через фильтр поступает в УПЧ (усилитель промежуточной частоты).


УПЧ. Усилитель промежуточной частоты (ПЧ), просто усиливает сигнал со смесителя.


Детектор. Детектор служит для выделения полезной составляющей из полученного и усиленного сигнала. С детектора радиочастотная энергия, преобразованная в сигнал постоянного тока, может быть еще раз преобразована для облегчения записи и обработки сигнала. Преобразователи также усиливают сигнал до уровня, когда он соответствует спектру записывающего устройства.


Записывающее устройство. Записывающие устройства. Для дальнейшей обработки сигналы с радиотелескопа записываются. В эпоху компьютеров это сделать просто. Вот, например, запись радиосигналов Юпитера.

 
Яндекс цитирования