СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ЛИНЕЙНОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА Российский патент 1999 года по МПК G01R29/10 

Описание патента на изобретение RU2134888C1

Использование: для абсолютной калибровки одномерных многоэлементных интерферометров по радиоизлучению Луны и дискретных источников и для исследования слабоконтрастных образований в короне Солнца. Достоинством предлагаемого метода является то, что для интерферометров с относительно малой эффективной площадью появляется возможность наблюдения слабых сигналов, не регистрируемых обычными методами. Способ может быть использован в различных системах многоэлементных линейных решеток, имеющих достаточно широкополосные антенно-фидерные тракты и используемых для наблюдения источников с широким спектром излучения.

Изобретение относится к радиоастрономии и предназначено для повышения чувствительности линейных многоэлементных решеток.

Известны способы достижения высокой чувствительности радиотелескопов с заполненной апертурой за счет увеличения времени накопления сигнала и расширения полосы принимаемых частот [1]. Однако эти способы прямо не применимы при наблюдениях на интерферометрах: угловые координаты главных лепестков диаграммы направленности (ДН) интерферометров зависят от частоты и расширение полосы принимаемых частот приводит к замытию ДН; при больших размерах интерферометров для увеличения времени накопления технически не возможно реализовать сопровождение наблюдаемого источника с использованием фазового сканирования [2].

Наиболее близким методом повышения чувствительности за счет увеличения времени накопления является использование периодов скольжения наблюдаемого источника вдоль ДН интерферометра, но это возможно только в строго определенные моменты времени и при ограниченных высотах источника [3].

Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков прототипа.

Сущность изобретения: способ повышения чувствительности многоэлементного линейного интерферометра заключается в том, что вне зависимости от направления на источник используется полная полоса антенно-фидерного тракта за счет применения многоканального приемного устройства и специальных методов обработки.

Способ реализуется следующим образом. Модуль спектра отклика линейного интерферометра зависит от распределения радиояркости по углу в направлении, перпендикулярном к его "ножевой" ДН [3]. При этом ширина ДН также зависит от ширины полосы частотного канала и для обеспечения высокого углового разрешения она должна быть достаточно узкой, что ограничивает чувствительность инструмента. Предлагается снять это ограничение, соответственно повысить чувствительность путем усреднения информации, зарегистрированной по всем частотным каналам в рабочей полосе радиотелескопа.

При использовании многоканального приемного устройства (анализатора спектра любого типа) однократная запись всех используемых каналов представляет собой одномерное распределение радиояркости по углу в данный момент - частотный скан. Если рассматривать выходной сигнал каждого канала в зависимости от времени, то будем иметь соответствующее числу каналов множество распределений радиояркости, полученные сканированием за счет вращения Земли - временных сканов. Если пренебречь изменением ширины ДН с частотой в данном порядке интерференционной картины, то эти временные сканы будут отличаться лишь сдвигом по времени и периодом. Для обеспечения возможности усреднения временные сканы должны быть выделены по периоду и приведенных к одному временному положению.

Алгоритм усреднения работает следующим образом: прежде всего задается интервал времени, на котором желательно получить усредненные сканы, процедура, непосредственно выполняющая усреднение, определяет список порядков интерференционной картины, соответствующих заданному интервалу времени и, если этот список не пуст, выполняет цикл построения усредненных сканов. Элементами цикла являются: позиционирование в записи на время, соответствующее данному порядку, вычисление длины скана и смещение каждого скана в отсчетах, суммирование отсчетов, соответствующих определенному положению ДН на небесной сфере с учетом вычисленного смещения, вывод скана в заданном формате в заданный выходной файл.

Использование этого метода в одном порядке интерференционной картины позволяет повысить чувствительность в где N - отношение полной полосы к полосе частотного канала. Метод проверен при наблюдениях на Сибирском солнечном радиотелескопе, который представляет собой две ортогональные линейные решетки по 128 антенн каждая [4]. Ширина полосы антенно-фидерного тракта составляет 112 МГц при полосе отдельного канала - 500 кГц. Выигрыш в чувствительности ~ в 15 раз. Метод позволяет уверенно регистрировать радиоизлучение Луны, с использованием наблюдений в одном порядке интерференционной картины (время наблюдения 3-5 мин), и квазара 3C273, с использованием нескольких порядков (около 30 мин).

Источники информации
1. Н. А.Есепкина, Д.В.Корольков, Ю.Н.Парийский, Радиотелескопы и радиометры. - М.: Наука, 1973 г.

2. Г.Б.Гельфейх и др. К вопросу о создании радиогелиографа с высокой разрешающей способностью. Результаты наблюдений и исследований в период МГСС. Сибирь и Дальний Восток. - М.: Наука, 1967, вып. 4, стр. 168-179.

3. Т.А.Тресков. Наблюдения Солнца на линейных интерферометрах с частотным сканированием. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - М.: Наука, 1983, вып. 64, стр. 188-199.

4. Г.Я.Смольков и др. Сибирский солнечный радиотелескоп. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - М.: Наука, 1990 г., вып. 91, стр. 146 - 158.

Похожие патенты RU2134888C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО КРЕСТООБРАЗНОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА 2000
  • Лесовой С.В.
  • Васин В.И.
  • Занданов В.Г.
RU2179727C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ОТКЛИКА МНОГОАНТЕННОЙ РЕШЕТКИ 1996
  • Лесовой С.В.
  • Тресков Т.А.
RU2125328C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ САМОСВЕТЯЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ 2000
  • Кобанов Н.И.
RU2178899C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ КОРОНЫ 2001
  • Бородин А.Н.
RU2226707C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ВАРИАЦИЙ ПОТЕМНЕНИЯ К ЛИМБУ СОЛНЦА 1997
  • Кобанов Н.И.
  • Григорьев В.М.
RU2124186C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ОПТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ 1996
  • Скоморовский В.И.
RU2107903C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЛУЧЕВОЙ СКОРОСТИ В СОЛНЕЧНОЙ АТМОСФЕРЕ 2000
  • Кобанов Н.И.
RU2171452C1
ТЕЛЕСКОП 1998
  • Трифонов В.Д.
RU2152064C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ 2004
  • Афраймович Эдуард Леонтьевич
  • Караченцев Виталий Анатольевич
RU2279100C2
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ СО СКЛЕЕННЫМ МЕНИСКОВЫМ КОРРЕКТОРОМ 2003
  • Чупраков С.А.
RU2241244C2

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ЛИНЕЙНОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА

Способ повышения чувствительности многоэлементного линейного интерферометра за счет накопления сигнала, вне зависимости от направления на источник используют полную полосу антенно-фидерного тракта и дополнительное накопление сигнала производят не во времени, а по частоте без искажения пространственного распределения радиояркости. Технический результат заключается в повышении чувствительности.

Формула изобретения RU 2 134 888 C1

Способ повышения чувствительности многоэлементного линейного интерферометра за счет накопления сигнала, отличающийся тем, что вне зависимости от направления на источник используют полную полосу антенно-фидерного тракта и дополнительное накопление сигнала производят не во времени, а по частоте без искажения пространственного распределения радиояркости.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2134888C1

Тресков Т.А
Наблюдения Солнца на линейных интерферометрах с частотным сканированием
Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца
- М.: Наука, 1983, вып.4, с.188 - 199
Сколник М
Введение в технику радиолокационных систем
- М.: Мир, 1965, 141, 384 - 385, 717 - 725
Способ измерения диаграммы направленности диапазонной антенны 1990
  • Попов Евгений Степанович
  • Минабудинов Камиль Анасович
SU1801216A3
SU 15643352 A1, 15.02.90
Способ измерения диаграммы направленности диапазонной антенны 1990
  • Попов Евгений Степанович
  • Минабудинов Камиль Анасович
SU1804627A3
Автоматический измеритель диаграммы направленности антенны 1984
  • Слепцов Геннадий Григорьевич
  • Шафтан Валерий Аркадьевич
SU1228045A1
Фрадин А.З
и др
Измерение параметров антенно-фидерных устройств
- М.: Связь, 1972, с.307 - 322.

RU 2 134 888 C1

Авторы

Лесовой С.В.

Тресков Т.А.

Даты

1999-08-20Публикация

1997-01-14Подача