Модернизация зеркальной антенны гигагерцевого диапазона
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
»учайного характера самих шумов приемника. Грубая оценка остаточных флуктуаций может быть получена при предположении, что напряжение на выходе детектора является суммой большого, числа независимых случайных слагаемых. Если ширина полосы пропускания приемника равна ?f гц, то можно считать, что в секунду поступает примерно ?f эффективно независимых слагаемых. Они усредняются в течение интервала времени, определяемого постоянной времени т выходного прибора и связанных с ним цепей. В течение того интервала времени поступает ??f независимых слагаемых, поэтому вероятное среднее квадратичное отклонение составляет (1/? ?f/)1/2 от среднего выходного уровня.
Дайк (1946) впервые определил величину этого предела чувствительности, имеющегося у приемников всех типов. Кроме фи- шческого объяснения, подобного приведенному выше, он дал следующее выражение, применимое к его приемной системе:
Здесь -среднее квадратичное значение относительной флуктуации на выходе, выраженное через эквивалентную температуру антенны, и N - коэффициент шумов приемника. Численно, если ?f =1 Мгц и ?=1 сек, то = 10-3, и для системы приемника Дайка, если N = 10 и= 300 К,
= 2 К.
Пропорциональность относительных флуктуации величине показывает, что они могут быть уменьшены и, следовательно, предельная чувствительность увеличена при применении более широких полос пропускания или больших постоянных времени. Верхний предел для полосы пропускания приемника определяется техническими трудностями, возникающими при получении полос, превышающих 10-20 Мгц. Однако во многих приемниках необходимы более узкие полосы. Например, спектр многих солнечных возмущений ограничен полосами шириной в несколько мегагерц, а линия излучения водорода - несколькими десятками килогерц. Аналогично величина выходной постоянной времени иногда ограниченна скоростью изменения исследуемых явлений. Для тех случаев, когда ограничения этого типа отсутствуют, были разработаны цепи с постоянными времени ~ 1 мин. Целесообразно отметить, что результаты, получаемые при больших постоянных времени, могут быть достигнуты путем графического усреднения записей, полученных при малых постоянных времени. Такой способ имеет то дополнительное преимущество, что могут быть распознаны и удалены мимолетные, скоротечные помехи типа возникающих благодаря случающимся время от времени атмосферным разрядам. Недостатком этого метода является трудоемкость обработки. Однако при подходящей скорости записи средние величины с достаточной степенью точности могут быть оценены на глаз.
Из физических соображений о причинах возникновения внутренних флуктуаций видно также, что в методе Дайка наряду с уменьшением инструментальных флуктуаций происходит как бы удвоение внутренних флуктуаций. Дело в том, что в системе Дайка приемник подключен к антенне в течение половины всего рабочего времени. Следовательно, относительные флуктуации при измерении шумов, поступающих от антенны, должны быть в раз больше, чем для случая постоянного включения. Эти же соображения приложимы к измерению шумов эталонного сопротивления. Поэтому в окончательный результат, являющийся разностью двух величин, каждая из которых флуктуирует случайным образом, входит добавочный множитель .
При наблюдениях широко использовались методы как быстрого переключения, так и непосредственного измерения, причем не было заметной разницы в чувствительностях, достигаемых при различных методах. Возможно, это объясняется тем, что авторы, применявшие непосредственное измерение, вынуждены были добиваться значительно более высокой степени стабилизации источников питания. Однако, по-видимому, при одинаковой тщательности выполнения системы с быстрым переключением могут дать большую чувствительность. С другой стороны быстрое переключение привносит трудности для контроля на слух за работой приемника. Основные открытия в истории радиоастрономии, такие, как открытие радиозвезд или различных составляющих радиоизлучения Солнца, были сделаны на основе прямых измерений, возможно, по причине большой гибкости этого метода. Исключением является открытие линии излучения водорода на частоте 1420 Мгц, обязанное применением измененной схемы Дайка. Возможно, что будущие открытия будут зависеть от повышения чувствительности и точности измерений и что значение балансных методов будет все возрастать.
Основные параметры измерительного блока:
-Диапазон частот 1 ГГц.
-Собственный шум измерительного блока, пересчитанный ко входу, 760К.
-Аттенюатор широкополосного тракта 0-22 дБ с шагом 2 дБ.
Аттенюатор НЧ узкополосного модуляционного тракта 1,8,32,128 раз.
Разрядность АЦП 11+разряд знака.
Диапазон входных напряжений АЦП (-5...+5)В.
Частоты модуляции 1012 и 980 Гц.
Модулирующий сигнал на ВЧ - блок - меандр, лог "0", лог "1".
Время интегрирования 0,5 с.
3. Общее описание системы ТНА-57 , находящейся на радиополигоне "ОРБИТА"
Радиополигон "Орбита", и, в частности, радиотелескоп на базе антенны ТНА -57М, не функционировал с 1987 г. Естественно, что при долгом простое любая техника стареет не только физически, но и морально. Согласно плана восстановления и реконструкции радиотелескопа все работы были разделены на два этапа. Первый этап - восстановление работы имеющегося привода антенны в первоначальном варианте. Этот этап необходим для проверки работоспособности всех узлов привода, находящихся непосред?/p>