Індекс рубрикатора НБУВ: З845.47

Рубрики:

Антенні решітки

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено диаграммообразующее устройство для 5 x 5-элементной секции приемной фазированной антенной решетки нового радиотелескопа ГУРТ, предназначенного для работы в диапазоне частот 10 - 70 МГц. Устройство состоит из шести идентичных модулей, каждый из которых содержит равноплечий сумматор 5:1 с подключенными к его входам дискретными фазовращателями на переключаемых линиях временной задержки. Пять таких модулей суммируют сигналы элементов внутри рядов секции фазированной антенной решетки, а шестой собирает суммированные сигналы рядов. Описан принцип работы диаграммообразующего модуля, приведены результаты его компьютерного моделирования и измерения основных его характеристик. Проведена оценка влияния погрешностей изготовления отрезков линий задержки на энергетические параметры секции и определены допуски на их длины.

Представлены методика расчета и результаты численного анализа параметров активной фазированной антенной решетки (АФАР) Гигантского украинского радиотелескопа (ГУРТ) декаметрового и метрового диапазонов волн, который сооружается в настоящее время вблизи г. Харьков на территории Радиоастрономической обсерватории им. С. Я. Брауде Радиоастрономического института НАН Украины. Методика базируется на матричной теории антенных решеток, сочетающей в себе электродинамический подход к анализу решетки излучателей с методами теории многополюсников СВЧ для описания фидерной схемы АФАР. Приведены и проанализированы результаты численного расчета эффективной площади АФАР и коэффициента передачи, который в случае пассивной ФАР ассоциируется с к.п.д., в широком секторе сканирования луча в диапазоне частот 10 - 80 МГц.

Предмет и цель работы - теоретические и экспериментальные исследования чувствительности по критерию сигнал/шум активной антенны, используемой в качестве элемента ФАР радиотелескопа нового поколения ГУРТ. Предложена математическая модель активной антенны и изложена методика ее применения для расчета чувствительности элемента активной ФАР. Выполнены численные и экспериментальные исследования температур внешнего и внутреннего шумов на выходе элемента активной ФАР радиотелескопа ГУРТ, а также оценена его чувствительность в широком диапазоне частот от 10 до 80 МГц. Заключение: полученное совпадение результатов расчета и эксперимента указывает на корректность предложенной методики численного анализа чувствительности активных антенн, а результаты исследований элемента ФАР подтверждают возможность его эффективного использования при построении антенной системы радиотелескопа ГУРТ.

Предмет и цель работы - определение и теоретическое обоснование круга астрофизических задач, которые могут быть эффективно решены с помощью малоразмерных радиотелескопов. На основании теоретического анализа и научных результатов, полученных на низкочастотных радиотелескопах УТР-2 и УРАН, рассчитаны необходимые параметры наблюдений и конфигураций набора малоразмерных радиоастрономических антенн, являющихся частью строящегося в настоящее время Гигантского украинского радиотелескопа. Доказано, что круг задач, которые эффективно могут решать малоразмерные радиотелескопы на низких частотах, очень широк - от исследований Солнца до поиска космологических эффектов, связанных с линией нейтрального водорода в ранней Вселенной для больших красных смещений. Рассчитаны параметры наблюдений (длительность, временное и частотное разрешение), а также указаны необходимые конфигурации антенн и режимы (интерферометрический или аддитивный), которые требуются для решения каждой конкретной задачи. Показано, что на этапе строительства гигантского радиотелескопа и постепенного ввода в строй его новых секций может быть решен целый ряд важных астрофизических задач. По мере добавления все новых и новых секций будут отрабатываться методика наблюдений и совершенствоваться методы обработки данных.

Цель работы - теоретические и экспериментальные исследования шумовой температуры субрешетки активной фазированной антенной решетки (АФАР) низкочастотного радиотелескопа нового поколения ГУРТ. Разработана математическая модель АФАР в виде каскадного соединения двух шумящих многополюсников, один из которых поставлен в соответствие решетке диполей над реальной землей, а второй - диаграммообразующей схеме. Электрические параметры этих многополюсников описываются матрицами рассеяния, а шумовые - ковариационными матрицами спектральных плотностей шумовых волн. Получены расчетные соотношения, позволяющие выполнять анализ полной шумовой температуры субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ с корректным учетом всех имеющихся в ней источников шума и их взаимной корреляции, обусловленной взаимодействием диполей в решетке. Выполнены численные и экспериментальные исследования шумовой температуры на выходе субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ, которые позволили оценить соотношение между температурами внешних и внутренних шумов в рабочем диапазоне частот от 8 до 80 МГц при сканировании луча в верхней полусфере. Показано, что внешняя шумовая температура субрешетки более чем на 6 дБ превышает внутреннюю в полосе частот шириной примерно 65 МГц. Получено хорошее согласие результатов расчета и эксперимента, которое подтверждает корректность разработанной модели субрешетки и эффективность предложенной методики численного анализа ее параметров. Заключение: выполненные в работе исследования подтверждают возможность эффективного использования данной субрешетки как базовой ячейки АФАР низкочастотного радиотелескопа, а в случаях, когда радиоастрономические наблюдения не требуют высокого углового разрешения, в качестве самостоятельной антенны радиотелескопа. Результаты представленной работы могут быть полезны при разработке и исследованиях АФАР декаметрового и метрового диапазонов волн.

Предмет и цель работы - определение возможности исследования радиоизлучения пульсаров в метровом диапазоне волн с помощью малоразмерной субрешетки низкочастотного радиотелескопа нового поколения ГУРТ; разработка методики совместных наблюдений радиоизлучения пульсаров в метровом и декаметровом диапазонах длин волн соответственно на радиотелескопах ГУРТ и УТР-2 для определения характеристик радиоизлучения в широкой полосе частот. Уникальное расположение двух радиотелескопов перекрывающихся частотных диапазонов на территории одной обсерватории, а значит в условиях, когда среда распространения одинаково влияет на прохождение импульсного радиоизлучения пульсаров, регистрируемого этими телескопами, дает возможность определить спектр потока излучения этих источников в широкой полосе частот. Исследованы усредненные за 2 - 4 ч импульсы пульсаров. Гибкость структуры радиотелескопа УТР-2 и наличие нескольких радиоастрономических приемников позволяют анализировать сигналы, принятые как всем телескопом в стандартном аддитивном режиме, так и отдельными его секциями. Одновременная запись сигналов в этих конфигурациях позволяет контролировать влияние ионосферы на распространение сигнала в частотном диапазоне УТР-2. а субрешетке радиотелескопа ГУРТ, состоящей из 25 активных антенных элементов, обнаружено излучение 16 известных пульсаров в диапазоне частот 30 - 70 МГц. Совместно с радиотелескопом УТР-2 проведены две сессии одновременных широкополосных наблюдений радиоизлучения пульсаров в диапазоне 16,5 - 70 МГц. В диапазоне частот 16,5 - 70 МГц получены средние значения плотности потока излучения и меры дисперсии, а также вариации этих параметров для пульсаров B1133+16, B1508+55 и B1919+21. Заключение: выполненные в работе исследования подтверждают возможность эффективного использования отдельных секций радиотелескопа ГУРТ для радиоастрономических наблюдений, в частности, для исследования радиоизлучения пульсаров. Долговременные наблюдения пульсаров в широком диапазоне частот позволят получить средние значения плотности потока излучения, спектрального индекса, меры дисперсии пульсаров, а также вариации этих величин.

Цель работы - теоретические исследования изменений чувствительности элемента фазированной антенной решетки (ФАР) радиотелескопа нового поколения ГУРТ, обусловленных сезонными колебаниями параметров грунта. Для исследования элемента ФАР ГУРТ, состоящего из диполя и малошумящего усилителя, использована математическая модель активной антенны в виде четырехполюсника, электрические параметры которого задаются матрицей рассеяния, а шумовые - ковариационной матрицей спектральных плотностей шумовых волн. Такая модель позволяет выполнять корректный анализ отношения сигнал/шум на выходе активной антенны с учетом внешних и внутренних источников шума. Выполнен численный анализ характеристик элемента активной ФАР радиотелескопа ГУРТ в широком диапазоне частот 8 - 80 МГц. Установлено, что сезонные колебания параметров грунта, диэлектрической проницаемости и удельной проводимости, составляющие около 8 и 6 дБ соответственно, оказывают наиболее заметное влияние на КПД диполя и коэффициент его согласования с малошумящим усилителем. Вариации обоих этих параметров достигают 3 дБ, однако они противоположны по знаку, поэтому их влияние на чувствительность активной антенны практически взаимно компенсируется. В результате показано, что сезонные изменения параметров грунта не приводят к существенным вариациям чувствительности активной антенны, размах которых в большей части диапазона частот составляет примерно 0,5 дБ и только с приближением к нижней его частоте возрастает примерно до 1,5 дБ. Проведенные в работе исследования показали, что сезонные колебания электрофизических параметров грунта приводят к небольшим вариациям чувствительности элемента ФАР ГУРТ, не превышающим +-0,75 дБ, которые не могут заметно повлиять на качество радиоастрономических наблюдений. Результаты могут быть полезны при разработке и исследованиях приземных активных ФАР, предназначенных для работы в диапазонах метровых и декаметровых волн.