【世界杯买球】 双天线射电干涉仪

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[拼音]:shuangtianxian shedian gansheyi

[英文]:two-element radio interferometer

由两面天线组成的射电望远镜。两面天线分设在距离为D的基线两端,它们接收同一个天体“点源”所发出的波长为λ的射电讯号,经过等长的传输线,使讯号在接收机内相加或相乘,则所检测到的输出功率,将随地球自转而呈现准正、馀弦形状的干涉图形(见射电干涉仪)。若天体射电波的波前平面与干涉仪基线的交角为θ,则两个天线收到的讯号的程差将为Dsinθ,从而得出两路讯号之间的相位差

,两路迭加之后的输出功率正比于cosφ。天体的周日运动使θ随时间t而变化,从而使φ发生变化,产生了干涉图形cosφ(t)。这种图形通常称为干涉条纹。如果射电源不是点源,而是具有一定的角径△θ,则干涉仪在同一时间收到的讯号将是来自θ到θ+△θ的空间范围内。在这个范围内不同方向的讯号成分将有不同的相位差。假设其相应的范围为φ到φ+△φ,而且这些讯号成分的幅度相等,则迭加后的输出功率将正比于

。与点源的情况(点源即相当于△φ=0)相比,干涉条纹的幅度,将按照

随△φ的增大而下降。当 △φ=2π时,条纹将完全消失。这说明干涉仪对大的“面源”是不敏感的。因此,用它来观测小角径的射电源时,条纹将不受到背景射电的影响。实际上,迄今相当一部分射电源的精确定位,是由双天线干涉仪完成的。其原理是:当条纹出现峰值时,φ=0,因而可以定出射电源此时处于θ=0的方向(当然,峰值可以发生在φ=0,2π,4π,…,它们相当于不同的射电源方向,必须用另外的条件来判断真正的方位)。如果射电源有一定的角径,通过干涉条纹的幅度,可估计出角径的大小。对于基线距离为3,000米左右的干涉仪,在10厘米左右的波长上,对射电源的位置测量精度可优于1″,但是,测量射电源的细节和前面说过的“面源”,双天线干涉仪是无能为力的。

的关系可以看出,当接收机系统的频频宽度为△ν时,△ν范围内的各个不同波长的讯号也将有不同的相位差,而这种相位差的值

等于

。因此,和前面所说的情况一样,条纹幅度也会降低。不同的是,当φ为0时,△φ也为0。所以,在θ为0的方向附近,这种由频宽引起的条纹损失并不严重。φ愈大,损失也愈大。通常使用人工延迟(如加“延迟线”)的办法,使两路讯号没有相位差,以消除这种影响。

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