РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТР

РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТР

- инструмент для измерений с высоким угл. разрешением, состоящий из неск. антенн, разнесённых на большое расстояние и связанных между собой ВЧ-линией связи. Простейший Р. (аналог интерферометра Майкельсона) состоит из двух антенн (двухэлементный Р., рис. 1). Сигналы исследуемого радиоисточника принимаются антеннами, передаются по ВЧ-кабелю и суммируются (существуют также Р., в к-рых принятые сигналы предварительно детектируются, см. Интерферометр интенсивности). Принимаемые антеннами сигналы точечного источника имеют относит. запаздывание т, к-рое определяется относит. положением источника q и длиной базы В, т = Bsinq/c. Относит. запаздывание и, следовательно, разность фаз сигналов изменяются при движении источника по небесной сфере, в результате на выходе Р. возникают интерференц. максимумы и минимумы. Диаграмма направленности одиночной антенны оказывается промодулированной интерференц. лепестками. Ширина интерференц. лепестка соответствует угл.

разрешению Р. Чувствительность Р. определяется эфф. площадью антенн. Длина базы Р. ограничена ВЧ-линией связи, к-рая обычно не превышает неск. км. На больших длинах баз (до десятков км) используют ре-трансляц. линии передач. В радиоастрономии для повышения чувствительности измерений сигналы принимают в возможно большей полосе частот Df. Ширины

и положения интерференц. лепестков на разных частотах различны, что приводит к размытию интерференц. картины. И лишь там, где разность хода лучей равна нулю, интерференц. лепестки совпадают. Кол-во интерференц. лепестков обратно пропорционально ширине полосы, N = f /Df. Поэтому при наблюдении ра-диоисточников на Р. проводят компенсацию разности хода сигналов.

Дальнейшим развитием Р. является радиоин-терферометр со сверхдлинной базой. Сигналы, принятые антеннами, когерентно преобразуются и записываются на магнитофоны. Когерентное преобразование сигналов проводится с помощью квантовых стандартов частоты. С их помощью осуществляется и синхронизация записей. Записи считываются с магн. лент спец. процессором, и выделяется коррелиров. сигнал, соответствующий интерференционной картине. В этом случае линия передачи отсутствует и длины баз могут быть сделаны сколь угодно большими. Для компенсации относит. запаздывания сигналы считываются с соответствующей задержкой. Практически все крупные радиоте ескопы мира объединены в единую глобальную радиоинтерференц. сеть. Угл. разрешение сети достигает предельного (в условиях Земли) значения [~10^-4 секунды дуги (на l - 1 см)].

В отличие от обычного телескопа, Р. регистрирует не изображение объекта Т _b (х, <у) (Т _b- яркостная температура, х, <у- угл. координаты на небесной сфере, связанные с источником), а одну из пространственных гармоник этого изображения

где и и v- пространственные частоты, равные проекциям вектора базы В на оси c и у соответственно, выраженные в длинах волн. Чтобы получить изображение объекта Т _b (х, <у), необходимо измерить все гармоники этого изображения, т. е. провести наблюдения объекта на Р. с базами разной длины и ориентации. С помощью обратного преобразования Фурье

получают (синтезируют) изображение объекта. Практически наблюдения на Р. проводят в пределах всей видимости источника над горизонтом - при разных проекциях базы на радиоисточник. Проекция вектора базы описывает на небесной сфере эллипс (рис. 2), к-рый соответствует диапазону пространственных частот данного Р. Далее меняют расстояние между антеннами (Р. с базой пе-рем. длины) и повторяют наблюдения. Для ускорения этого процесса одно-врем. используют неск. антенн. Они образуют п(п- 1)/2 двухэлементных Р. ( п- число антенн) и т. о. существенно сокращают время наблюдений. Инструментами этого типа являются система апертурного синтеза (VLA) в Нью-Мексико (США), глобальная сеть Р. и др. (см. Антенна радиотелескопа).

Радиоинтерференц. метод применяется не только для решения астр. задач, но и в геодезии, космич. навигации, для измерений подвижек земных платформ, движения полюсов Земли и т. д.

Лит. см. при ст. Антенна радиотелескопа, Апертурный синтез. Л. И. Матвеенко..

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.