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双天线射电干涉仪阅读:1389

    双天线射电干涉仪是由两面天线组成的射电望远镜。两面天线分设在距离为D 的基线两端,它们接收同一个天体“点源”所发出的波长为λ 的射电信号,经过等长的传输线,使信号在接收机内相加或相乘,则所检测到的输出功率,将随地球自转而呈现准正﹑余弦形状的干涉图形(见射电干涉仪)。

目录

理论

    由两面天线组成的射电望远镜。两面天线分设在距离为D 的基线两端,它们接收同一个天体“点源”所发出的波长为λ 的射电信号,经过等长的传输线,使信号在接收机内相加或相乘,则所检测到的输出功率,将随地球自转而呈现准正﹑余弦形状的干涉图形(见射电干涉仪)。若天体射电波的波前平面与干涉仪基线的交角为 ,则两个天线收到的信号的程差将为D sin ,从而得出两路信号之间的相位差,两路迭加之后的输出功率正比于cos。天体的周日运动使 随时间t 而变化,从而使发生变化,产生了干涉图形cos(t )。这种图形通常称为干涉条纹。如果射电源不是点源,而是具有一定的角径△ ,则干涉仪在同一时间收到的信号将是来自 到 +△ 的空间范围内。在这个范围内不同方向的信号成分将有不同的相位差o假设其相应的范围为到+△,而且这些信号成分的幅度相等,则迭加后的输出功率将正比于。与点源的情况(点源即相当于△=0)相比,干涉条纹的幅度,将按照
    随△的增大而下降。当 △=2π 时,条纹将完全消失。这说明干涉仪对大的“面源”是不敏感的。因此,用它来观测小角径的射电源时,条纹将不受到背景射电的影响。实际上,迄今相当一部分射电源的精确定位,是由双天线干涉仪完成的。其原理是﹕当条纹出现峰值时,=0,因而可以定出射电源此时处于 =0的方向(当然,峰值可以发生在=0,2π ,4π ,…,它们相当于不同的射电源方向,必须用另外的条件来判断真正的方位)。如果射电源有一定的角径,通过干涉条纹的幅度,可估计出角径的大小。对于基线距离为3,000米左右的干涉仪,在10厘米左右的波长上,对射电源的位置测量精度可优于1,但是,测量射电源的细节和前面说过的“面源”,双天线干涉仪是无能为力的。

结论

    当接收机系统的频带宽度为△时,△范围内的各个不同波长的信号也将有不同的相位差,而这种相位差的值等于。因此,和前面所说的情况一样,条纹幅度也会降低。煌?氖签o当为0时,△也为0。所以,在 为0的方向附近,这种由频宽引起的条纹损失并不严重。愈大,损失也愈大。通常使用人工延迟(如加“延迟线”)的办法,使两路信号没有相位差,以消除这种影响。

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