Диаграмма направленности РАТАН-600
Одним из достоинств конструкции РАТАН-600 является малоаберрационная
фокальная зона, что до сих пор использовалось главным образом для установки
приемников различных диапазонов волн и получения моментальных спектров
космических источников, а также в режиме слежения источника с помощью подвижной
каретки облучателя. В настоящее время на РАТАН-600 ведутся работы по созданию
высокоэффективных широкодиапазонных совмещенных облучателей, что наряду
с другими достоинствами (единый фазовый центр) высвободит значительную
часть фокальной зоны для матричных приемных систем нового поколения. На
рис. 14 показана фокальная зона облучателя тип 1 с многочастотным приемным
комплексом.
Диапазон углов наблюдений 90-88 градусов можно считать оптимальным для
выполнения многолучевого обзора и даже на более низких углах размеры низкоаберрационной
зоны остаются значительными. На рис.15 а,б приведены двумерные диаграммы
направленности(ДН) в основной и паразитной линейной поляризации (элементы
матрицы Мюллера M11 и М32 соответственно) на оси и в 1 м от оси для высот
90 град. и 85 град., где аберрации уже существенны, но их масштаб не выходит
за пределы всех пиков Сахоровских осцилляций.
Рис. 14 Фокальная линия облучателя тип 1 с многочастотным
приемным комплексом для исследования фоновых излучений различной природы
в 7 диапазонах волн от 1см до 50см. с 20 подканалами.
Значения максимумов ДН линейной паразитной поляризации, нормированных к
максимуму ДН основной поляризации для волн 10 и 13.8 мм (H=85 град) при
различных выносах
Таблица 3
| Вынос из фокуса, мм |
Максимумы ДН линейной паразитной поляризации
(нормировано к максимуму ДН основной поляризации)
|
|
l =13.8 мм
|
l =10 мм
|
|
0
|
0.225 (-0.225)
|
0.228(-0.228)
|
|
500
|
0.194 (-0.195)
|
0.166 (-0.168)
|
|
1000
|
0.111 (-0.118)
|
0.066 (-0.068)
|
|
1500
|
0.056 (-0.065)
|
0.031 (-0.027)
|
Таблица 4
|
Асимметрия диаграмм первичного рупора в Е и Н плоскостях
|
Значение элемента М12 матрицы Мюллера , %
|
|
Вынос 0
|
Вынос 1000 мм
|
|
1.00
|
0.00
|
0.0
|
|
0.90
|
0.83
|
0.83
|
|
0.85
|
0.28
|
0.68
|
|
0.80
|
1.66
|
0.96
|
|
0.75
|
1.95
|
3.27
|
|
0.70
|
6.6
|
4.0
|
Рис.15а. Двумерные диаграммы направленности РАТАН-600
на волне 1см, высота H=90о основная(вверху) и паразитная линейная
(внизу) поляризации при выносах первичного облучателя из фокуса х=0 (слева)
и х=1000 мм (справа).
Рис.15б. Двумерные диаграммы направленности РАТАН-600
на волне 1 см, высота H=85 град основная (вверху) и паразитная линейная
(внизу) поляризации при выносах первичного облучателя из фокуса х=0 (а)
и х=1000 мм (б). Серый цвет на рисунке соответствует уровню менее 5% от
максимального значения на оси ДН. В нижей части рисунка белый и черный
цвета соответствуют разным знакам, что существенно уменьшает интегральный
эффект при исследовании всех масштабов анизотропии 3Кфона в параметрах
I,U,Q
Широкая безаберрационная фокальная зона РАТАН-600 на высоких углах наблюдений,
а также во всем диапазоне углов в режиме РАДИОШМИДТ телескоп на антенной
системе "Юг+Плоский" (рис.17a) позволяет при максимально плотной упаковке
разместить более 500 приемных каналов вдоль фокальной линии облучателя
в виде линейной приемной фокальной решетки с многолучевой диаграммой направленности.
Запись N независимых приемных каналов вдоль фокальной линии позволит получить
выигрыш в
Рис.16. Среднее значение элемента М12 матрицы Мюллера
для всей решетки размером 2 м и различной величины асимметрии мощностной
ДН первичного рупора в Е и Н плоскостях
корень из N по чувствительности, а взаимнокорреляционная обработка каналов
упростит задачу фильтрации атмосферных шумов и медленной коррелированной
составляющей инструментального шума, вызванной внешними факторами. Поперечное
направление фокальной плоскости облучателя наряду с продольным в ряде режимов
работы радиотелескопа также доступно для многолучевого приема. На рис.17
показаны вертикальные диаграммы РАТАН-600 в режиме работы антенны "Юг+Плоский"
при максимально плотной упаковке приемных элементов, достижимой в микрополосковом
исполнении.
Рис. 17a. Аберрационные кривые в фокальной области радиотелескопа.
C- высота источника 90 град , B-высота источника 89 град., Е- высота источника
45 град в режиме РАДИОШМИДТ телескоп.
Рис. 17б. Мощностные вертикальные диаграммы направленности
для антенной системы "Юг+Плоский" РАТАН-600 при максимально плотной и оптимальной
упаковке приемных элементов на волне 1 см.
Построение двумерных и трехмерных матричных приемных устройств позволяет
добиться повышения увеличения поле зрения радиотелескопа в вертикальном
направлении. Это существенно расширит угловую полосу глубокого обзора и
сократит время проведения Эксперимента за счет одновременного накопления
информации по нескольким сечениям обзора. В фокальной области наиболее
мощного облучателя тип 5 РАТАН-600 при оптимальном трехмерном заполнении
можно установить до 3000 приемных элементов и получить столько же лучей
на небе.
Рис.18 Облучатель тип 6, в фокальной плоскости которого может
быть размещена приемная решетка с 10000 приемными элементами и лучами в
околозенитной области.
Обратно
Дальше