K. Chy ż y R a d i o a s t r o n o m i a I Bryk obserwacyjny | 1

K. Chyży Radioastronomia I
Bryk obserwacyjny |1
K. Chyży Radioastronomia I
Bryk obserwacyjny |2
Jak działa radioteleskop?
Radioteleskop
odbiornika.
(radiometr)
stanowi
układ
anteny
i
Fale EM odbijają się od reflektora (czaszy parabolicznej) i
skupiają w ognisku. W nim energia fali zamieniana jest w
antenie (np. dipolu) na prądy elektryczne. Po wzmocnieniu
w odbiorniku ten sygnał elektryczny jest zapisywany w
komputerze.
Na wyjściu odbiornika moc sygnału W=kTsys,,
Moc szumów określona jest temperaturą szumową systemu
Tsys=TA+TR
kTA - moc szumów wydzielona (wzbudzona) w antenie
dzięki detekcji fal EM (kTA=kToporu)
kTR - moc szumów "własnych" radiometru, wydzielona w
samych obwodach radiometru, TR - temperatura szumowa
radioodbiornika
K. Chyży Radioastronomia I
Bryk obserwacyjny |3
Czułość radiometru
Minimalną wykrywalną temperaturę można zmierzyć jako odchylenie standardowe szumów σ na wyjściu odbiornika (w
kelwinach)
 T SYS   



T SYS
B [ Hz ]  [ s ] n
B - pasmo przenoszenia odbiornika
τ - stała czasowa
n - ilość powtórzeń pomiarów
Jest to minimalna, wykrywalna zmiana temp. szumowej systemu (dla odbiornika mocy całkowitej).
K. Chyży Radioastronomia I
Bryk obserwacyjny |4
Charakterystyka anteny
P (  )  P ( ,  )  P ( ,  )
Charakterystyka kątowa (czułość kierunkowa) anteny, listek główny, listki boczne
•
Charakterystyka znormalizowana:
•
Zdolność rozdzielcza – szerokość połówkowa charakterystyki (HPBW – half power beam width)
P (  ) max  1
K. Chyży Radioastronomia I
Bryk obserwacyjny |5
A 
•
Kąt bryłowy anteny
•
Kąt bryłowy listka głównego
 P (  ) d 
4
M 
 P (  ) d 
M
Źródło dyskretne “punktowe” (znacznie mniejsze niż szerokość listka głównego anteny)
Kalibracja sygnału (temperatury anteny
kącie bryłowym ):
) – źródło „punktowe” o znanym strumieniu S (jasności powierzchniowej B i
kT A  W 
1
2
A eff S 
1
2
A eff B  S
Jednostka strumienia S („dżanski”): 1Jy=10-26 W m-2 Hz-1

Można wykorzystać do wyznaczenia powierzchni efektywnej anteny

Skan źródła punktowego (splot) odzwierciedla charakterystykę anteny.
K. Chyży Radioastronomia I
Bryk obserwacyjny |6
Źródło rozciągłe (większe niż szerokość listka głównego anteny)
kT A 

1
2
1
Aeff S 
2
Aeff

S
1
2
Aeff
2 kT b ( ,  )

2
 B ( ,  ) P ( ,  ) d  
S
P ( ,  ) d  
Aeff
Jasność przedstawiliśmy za pomocą tzw. temperatury jasnościowej
ciało doskonale czarne (termiczne).
Można pokazać:
Aeff  A  
TA 
1
A
 T
b
2
( ,  ) P ( ,  ) d  
S
Ostatnia zależność jest prawdziwa dla źródła dyskretnego.
Zastosowanie: np. do wyznaczenia temperatury Księżyca.
S
A
Tb

2
 kT
b
( ,  ) P ( ,  ) d 
S
, czyli takiej jaką miąłby obiekt gdyby świecił jak