<< Современные миллиметровые и субмиллиметровые Миллиметровые и субмиллиметровые обсерватории >>
Спектроанализаторы
Одним из основных требований к аппаратуре для спектральных радиоастрономических исследований наряду с обеспечением высокой чувствительности приемника является способность осуществлять спектральный анализ принимаемого излучения в достаточно широкой полосе с необходимым разрешением. Причем при разумном времени измерений этот анализ должен быть параллельным, а не последовательным.
Уширение миллиметровых и субмиллиметровых линий от космических
источников почти всегда обусловлено эффектом Доплера. Наблюдения
показывают, что ширины межзвездных линий (или важных деталей на
профилях линий) могут варьировать в широких пределах - от 
до 
км/с, что соответствует полосам частот от
десятков килогерц до сотен мегагерц. Для решения широкого класса
задач по поиску и анализу излучения межзвездного газа в различных
линиях в большинстве галактических и внегалактических объектов
следует использовать приемники, обладающие одновременно широкой
полосой и хорошим разрешением.
Для решения этой задачи используется несколько подходов. Долгое время основным типом параллельных спектроанализаторов был набор узкополосных фильтров (до нескольких сотен). Однако это довольно трудоемкая и громоздкая конструкция. Значительно легче (и дешевле) задача многоканального спектрального анализа решается с помощью акусто-оптических спектроанализаторов (АОС). В них сравнительно легко достигается число каналов в несколько тысяч и даже больше. Общая полоса анализа при этом может составлять сотни мегагерц. Аппаратурный комплекс на основе СИС приемника с использованием АОС успешно применялся нами и на РТ-22 КрАО [8]. Одной из проблем использования АОС является обеспечение температурной стабильности, поскольку при изменении температуры прибора возможен сдвиг спектра по каналам АОС. Кроме того, при больших полосах анализа может быть заметна некоторая нелинейность развертки спектра по каналам.
Однако реализация разрешения лучше, чем кГц, с помощью
АОС представляет собой довольно сложную задачу. С ней успешнее
справляются цифровые анализаторы: автокорреляционные (основанные
на вычислении функции автокорреляции) и
фурье-преобразователи. В начале полоса анализа таких
устройств была сравнительно невелика, но с повышением
быстродействия цифровых схем они находят все более широкую сферу
применения и, вероятно, со временем станут основным типом
спектроанализатора в радиоастрономии. Следует, однако, иметь в
виду, что такие спектроанализаторы могут заметно ухудшать
чувствительность системы. При двухуровневом квантовании, что часто
используется для повышения быстродействия, и при Найквистовской
частоте выборки (
, где 
-
ширина спектра сигнала) отношение сигнал/шум на выходе такого
коррелятора ухудшается в 
раз (см., например,
[9]). Проблему можно решить за счет использования
многоуровневого квантования и/или большей частоты дискретизации.
<< Современные миллиметровые и субмиллиметровые Миллиметровые и субмиллиметровые обсерватории >>
|
Публикации с ключевыми словами:
астрономические инструменты - Приборостроение
Публикации со словами: астрономические инструменты - Приборостроение | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
