Upload
-
View
100
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
ارادیو تلسکوپ ه
فرهاد سعادت: تهیه کننده
93بهمن
ازیوییرادنجومرسدمیباستانتاریخبهآنقدمتکهاپتیکینجومخالفبریک.استشدهآغازقرنایناواسطازجدیطوربهوبیستمقرنسومدهه
بلنتلفهایآزمایشگاهدرکهیانسکیکارلنامبهآمریکاییجوانمهندسطولدرکهکردطراحیرادیوییهایآنتنازچرخانآرایهیککردمیکار.کردمیکارمتر14/6موج
تاریخچه:
سهیصدایبودندزمینیمنشاءدارایکهامواجیبرعالوهآرایهاینتوسطاوبعدا او.دشمیتابشنامعلومیمنبعیکازکهکردآشکاربلندگودررامانندیدریافتپیشروزاززودترزمانیدقیقه4روزهرتابشاینکهکردمالحظهستارگانبهنسبتزمینچرخشپریودکهاینبهتوجهبالذا.شودمی
هکمنبعاینگرفتنتیجهاستخورشیدیروزازکمتردقیقه4دوردست.باشدآسماندربایدکندمیحرکتزمیندورانهمراهآنامتداد
ستههمطالعاتبعدیاونشانداداینمنبعکهدرجانبصورتفلکیقوسبودهافتخارامروزب.کهکشانراهشیریاستوبهاینترتیبنجومرادیوییآغازشد
امگذارینکاریانسکی،واحدشاررادیوییکهازفضادریافتمیشودبهناماو.شدهاست.واتبرمترمربعدرسطحزمیناست26−10یکیانسکی
.تصویرآنتنیکهکارلیانسکیباآنکارمیکرد
کردبنکشفبسیارمهمیانسکیتاپایانجنگجهانیدومتوجهچندانیراجلکاریانسکی1936وتنهایکمنجمغیرحرفهایکهمهندسبرقبودازسال
سازنامداشتتنهامنجمرادیوییتاچندسالپگروتربراوکه.رادنبالکرد.پایانجنگجهانیدومبود
ویدرحیاطمنزلخوداولینتلسککو رادیکوییبشکقابیراازچکوآوآهکنمترباهزینهشخصیخکودککهککم6متروفاصلهکانونی10گالوانیزهبهقطر
،یدهمنبودساختوتوانستاولیننقشهرادیوییآسمانراککهشکاملخورشکائهودارهستهکهکشانوچندمنبعدیگرکهکشانمثلدجاجهوذاتالکرسیب
.کنککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککککدنشکداومدتهاپسازتکمیلتلسکو موفقبهدریافتامواجرادیوییآسماندجدیومجبورشدبارهادرتجهیزاتوطولموجهاییکهدرآنکارمیکردت
ککار بکه(VHF)متکر1/87باطولمکوج1939تااینکهدرسال.نظرکند.نتیجهرسید
ماهمیتنقشهایکهوبربراساسشدتامواجرادیکوییسکاطعشکدهازاجکرا
رقکرندآسمانیتهیهکردهبودقابلمقایسهبانقشهایبودکهویلیکامهرشکل
.دهجدهممیالدیباتلسکو نوریخودازکهکشانراهشیریارائکهککردهبکو
1950لکنتاسکال.شروعبهانتشارنتایجرصدیخودنمود1940ویازسال
انوازاینسالبهبعدبسیاریازدانشکمند.چندانتوجهیبهکارهایوینشد
دندوشمهندسانازکشورهایانگلیس،هلندواسترالیابهکارهایربرعالقمند
.بهکاو دراینشاخهرویآوردند
رادیکویییکازمشکالتنجومرادیوییتوانتفکیکبسیارکمتلسککو هکای
وجهکایاینبداندلیلاستکهطولمک.نسبتبهتلسکو هایاپتیکیاست
بردنیکیازراههایباال.رادیوییبسیاربزرگترازطولموجامواجمرئیاست
.تککوانتفکیکککبککزرگکککردنقطککربشککقاآتلسکککو رادیککوییاسککت
تال هایزیادیدراینجهتصورتگرفتبهطوریکهتلسکو هکایتکک
متردر50متردرژاپن،45متردرآمریکا،64و39،43،45بشقابیباقطرهای
305متردرآلمانونهایتا 100متردرانگلیس،76متردراسترالیا،64کانادا،
هکایفکوقتلسکو .متردردانشگاهکورنلدرآرسیبویپورتوریکوساختهشد
.سانتیمترکارمیکردند10الی0/4درطولموجهایبین
ا اردوصکرفتلسکو آرسیبوبهدلیلسنگینیزیادمتحرکنیستوموتکورنکد
.حرکتزمینآنرادرجهتمنابعرادیوییآسمانقرارمیدهد
ایکن.متکربکود100بزرگترینتلسکو رادیوییمتحرکجهاندارایبشقاآ
تپاختردرموسومبودویکیازکشفیاتآنیافتنگرینبنکتلسکو کهبه
ناگهانبهدلیکلسکنگینیزیکادفکرو1988مرکزسحابیخرچنگبوددرسال
.مرمتشد2000ریختولیدرسال
5هنوزنیزمتر305قطرباآرسیبورادیوییتلسکو تفکیکتوانایناگرکهحالیدراستانسانمسلحغیرچشمازکمتربار
بهرایمانیشعرایستارهکردمیکارمرئیموجطولدرتلسکو .دادمینشانماهکاملقرصحد
تداخل سنجی
ابراسکاسبااختراعسیستمترکیبگیرندههمارتینرایلاینمشکلبهدست
.تداخلسنجیحلشد
رقکرادراینرو دویاچندتلسککو رادیکوییبکهفاصکلهمعینکیازیککدیگر
بهتکواناینفاصلهکهبسیاربزرگترازقطربشقاآهاستدرمحاس.میگیرند
کتکداخلتفکیکتلسکو بهجایقطربشقاآواردمیشودولذاتوانتفکیک
بکاتکداخل1945مکارتینرایکلدرسکال.سنجچندینبرابرافزایشمکییابکد
کسنجیکهساختهبودتوانستچشمههکایرادیکوییزیکادیراازهکمتفکیک
زرگویافتههایاونقشمهمیدرتحکیمنظریهکیهانشناسیانفجارب.دهد
اوبهخاطراختکراعارزشکمندخکوددرسکال.ردنظریهحالتپایدارعالمداشت
ولفکهتبدیلتداخلسنجدومولفهایبهچنکدم.جایزهنوبلدریافتکرد1974
ففازناختالاییعنیترکیبچندبشقاآرادیوییبایکدیگربهطوریکهبتوا
تسکیموجرسیدهبهآنهاراازبینبردموجبافزایشانکرژیدریکافتیوحسا
.اینتلسکو هاشد
کیلکومتربکوددر5(خکطمبنکاء)تلسکو باطولآرایکه8بهطورمثالشامل
ولمکوجتوانتفکیکاینآرایهدرطک.رصدخانهکمبریجدرانگلیسساختهشد
هکایسانتیمترحدودیکثانیهقوسبکودککهبکاتکوانتفکیککتلسککو20
.اپتیکیقابلمقایسهاست
باآنتن66دارایکهاستجهانرادیوتلسکو بزرگتریننامآلمااینمتری7آنتنهایاینبرعالوه.استمتر12قطربهدیشهاییمتری2900ارتفاعدروآلماعملیاتیپشتیبانیتاسیساتدرتلسکو .داردقرارشیلیآندکوههایدامنهدردریاسطح
فالتدرآلمارادیوییآنتنهای5000ارتفاعدرشیلیچاجنانتورمیگیرندقراردریاسطحازمتری
سطتوگرفته شده تصاویر کوپ بزرگ ترین رادیو تلس
جهان
:مزایایی که این شاخه از علم نجوم دارد عبارتند از
.روشنایینورمانعیبرایرصدهایرادیویینیست-1
.میشوندرصدهایرادیوییازتالطمجوزمینووجودگردوغباردرهوامتأثرن-2
.ابریبودنآسمانمانعیدرموردمشاهداترادیویینیست-3
همیدهدکقابلیتنفوذازموادمیانستارهایومیانکهکشانیاینامواجاجازه-4
.عمقبیشتریازفضاراببینیم
اجازهامواجاینکهکشانیمیانوایستارهمیانموادازنفوذقابلیت-4
.ببینیمرافضاازبیشتریعمقکهدهدمی
مشاهدهقابلرادیوییهایموجطولدرفقطکهرادیوییاجراممشاهده-5
.هستند
طراحی و ساخت تلسکوپ های
رادیویی
مقدمهک،حرطراحیوساختانواعتلسکو هایرادیوییازقبیلآنتنهاییاگیمت
.تلسکو تکبشقابیتوضیحدادهخواهدشد
قسمترامرئینورکهماکسولمهمبینیپیشدنبالبه1887سالدربررارادیوییامواجتوانستهرتزکرد،اعالمالکترومغناطیسطیفازناچیزیمیلیمتر1موجیطولبازهکهامواجایناز.کندکشفبینیپیشهمیناساسمیلیمتر1هایموجطولباامواجتنهاگرددمیشاملراکیلومترصدچندتایهبقوبرسندزمینسطحبهوکردهعبورزمینجوازتوانندمیمتر10تا
.گرددمیمنعکسزمینیونیسفرالیهتوسط
تاریخچه:
اودا–های یاگی آنتن
یافتفراوانجاهمهدرودارندخاصیعملیاهمیتکههاییآنتنانواعازیکی
تدریافبرایمنازلازبسیاریبامپشتدرکه.استاودا–یاگیآنتنشودمی
ازاییهآراارسالحالتدراودا–یاگیآنتن.شودمیدیدهتلویزیونیهایسیگنال
میتغذیهتحریکمنبعتوسطآنهاازیکیتنهاکهاستموازیخطیهایآنتن
در.آیندمیحساآبهپارازیتی(نیستندمتصلمنبعبهمستقیماکه)بقیهوشود
اما.ندکمیبرخوردآرایهعناصرتمامبهالکترومغناطیسیموجیکدریافتحالت
غذیهتساختارسادگی.شودمیآوریجمع"عنصرفعال"یکازدریافتیسیگنال
.استخطیهایآرایهسایربهنسبتاودا-یاگیهایآنتناصلیامتیاز
نامبهبیشتریاومیله3تعدادامواج،بیشتردریافتجهتیاگیآنتندرونمودهبیشتردریافتراامواجکه.دهندقرارمیدرکنارآنتن(کنندههدایت)دایرکتور
نامبهمیلهیک،یاگیآنتندرپشتهمچنین،متمرکزنمایدآنتنطرفبهآنتنبهمجددا گذردمیازآنتنکهامواجی،دهندقرارمی(کنندهمنعکس)رفلکتور
.برمیگرددازآنتنآنفاصلهوباشدمیدریافتیموجطول0/51بابرابررفلکتورمیلهطول.باشدمیموجطول0/15بابرابر(دایپل)
دایرکتورمیلهدومینوطولموجطول0/46دایرکتورمیلهاولینطولفاصلهوباشدمیموجطول0/42برابرمیلهسومینطولوموجطول0/44برابر
دریافتیموجطول0/1بابرابرهمدیگرازو(دایپل)آنتنازدایرکتورها.باشدمی
بیرادیو تلسکوپ های بشقا
:نمودیتقسیم بندزیرمهمواصلیقسمتهشتبهمی توانراتلسکوپرادیویكساختمانی،نظراز
آنتن.1
پیشتقویتکنندهیاآمپلیفایراولیه.2
مخلوطکننده.3
نوسانساز.4
تقویتکنندهموجمتوسطیاآیاف.5
آشکارسازمجذوری.6
DCتقویتکننده.7
ابزارضبطاطالعات.8
تقویت کننده هاالهاسیگناینضعف.هستندضعیفبسیارفضاازشدهگسیلرادیوییسیگنالهای
ایندریافتازحاصلانرژیتمامیاگربدانیمکهمیشودنمایانبیشترزمانی
کنیمجمعهمبارادیویی،تلسکوپهایبافضامشاهدهتاریخابتدایازراسیگنالها
انرژیمتوسط.شدخواهیمکبریتچوآیکزدنآتشبهقادرسختیبه
وات2*10^-5حدوددرمیشونددریافتفضاازکهرادیوییسیگنالهای
.میباشد
دریافتکهراآنچهبایدضعیفیسیگنالچنینمشاهدهواندازهگیریبرای
کهمیدهدنشانراخودزمانیمشکلاما.نماییمتقویتبارمیلیونهامیکنیم
درمیگیرند،قراراستفادهموردرادیوتلسکوپهادرکهالکتریکیابزارهایبدانیم
تشخیصبهقادراگر.میکنندتولیدفراوانیقویوضعیفنویزهایعملکردزمان
تقویتشدتبهنیزآنهاامواج،تقویتفرآینددرنباشیم،اغتشاشاتاینحذفو
.میگردندناپدیداغتشاشیقویامواجپسدردریافتیضعیفامواجومیشوند
مخلوط كننده ها
انجامدلیلدوبهکاراین.میباشدکنندهپیشتقویتازدریافتیسیگنالهایفرکانستغییروکاهشکنندهمخلوطظیفهو
امواجباکارهبقادرکهالکترونیکیقطعاتسایروفیلترهاکنندهها،تقویتساختتکنولوژیکی،نظرازاینکهاول.میگیرد
امکانهیم،دانجاممیکنیمدریافتکهفرکانسیباراتقویتهاتماممااگراینکهدوم.استگرانوسختباشند،باالفرکانس
رایکروفنمسخنرانیککهاستحالتیمشابهاثراین.یافتخواهدافزایششدتبهپسخورتولیدوآنتنبهامواجبازگشت
.داردنگهدهانبهنزدیکبسیار
وباالموجطولابسیگنالهاییرویراپیشتقویتکنندهازدریافتیسیگنالهایتااستموظفمخلوطکنندهکاراینانجامبرای
صورتهمزمانوشکلدوبهمخلوطکنندهدرکاراین.نمایدسوارمیکند،دریافتسازنوساندستگاهازکهپایینفرکانس
با.تاسآنهاتفریقحاصلدیگریوورودیدوجمعحاصلیکیکهداردخروجیموجدومخلوطکنندهکهمعنیاینبهمیگیرد
بهورودیسیگنالعنوانبهوشدهانتخاآداشت،کمتریفرکانسکههرکدامفیلتر،یکازخروجیدواینگذراندن
.شدخواهدفرستادهآیافتقویتکننده
نوسان ساز
همزیتعمدهاستفاد.اکثررادیوتلسکوپهاازنوسانسازهایکوارتزیاستفادهمیکنندازکریستالهایکوارتزدرتولیدنوسان،پایداریخوآواغتشا کمدرخروجیآنها
ازآنجاییکهطبیعترادیوتلسکوپهااقتضامیکندتادرباندپهنیازامواجعمل.استاگرچهاغتشاشات.نمایند،اغتشا اندکیدرنوسانتولیدی،قابلاغماضمیباشد
بودکهایناغتشاشات،مراقبآنقدربزرگنیستندکهتولیدمزاحمتنمایندامابایدنویزهایطبیعیسیستمراتشدیدننمایند،چراکهدرآنصورتسیگنالهایخروجی
.شدتلسکو تغییرخواهدکردواغتشاشاتهماننددریافتواقعیتفسیرخواهند
تقويت كننده آي اف.
امواجازخاصمحدودهایبهتنهامخصوصی،فیلترهایازاستفادهبامتوسطموجکنندهتقویتیکدرامانداردوجودآیافتقویتکنندهایکاریفرکانسانتخاآدرمحدودیتیاگرچه.میدهندعبوراجازه.میشودگرفتهنظردرکاریفرکانسعنوانبهآنهادرمگاهرتز7/10و70،45،4/21فرکانسهایمعموالآشکاروتقویتشدتبهاستنظرموردکهخاصیمحدودهوشدهحذفزائدفرکانسهایکاراینبا
.میشودبرایمداراین.میگویندبهرهخودکارکنترلآنمجموعهبهکهداردوجودمداریرایج،رادیوهایدر
در.میکندراحذفدریافتیسیگنالهایقدرتدرناچیزواندکتغییراتشفافتر،وواضحترصداییدریافتبنابراین.هستندآندنبالبهناظرانکهاستچیزیهماندقیقاجزئیواندکتغییراتاینرادیوییرصد
.انداختکارازبایدرامداراینمیگردد،استفادهرادیوییرصدهایبرایمعمولیرادیوهایازکهزمانی
مجذوریآشكارسازهای
اگرفرکانسخروجیتقویتکنندهآیافرابهیکولتسنججریانمستقیموصلکنیم،اینامربهدلیلماهیتنوسانیفرکانساست.صفحهنمایشگرمقدارصفررانشانخواهدداد
.کهزمانیبیشازصفروزمانیکمترازصفراستبرایاینکهقادرباشیمتعریفخوآوقابلدرکیازانرژیدریافتیازآسمانارائهدهیم،
.معموال ازقطعهسادهایبرایهمعالمتکردنویاحذفقسمتمنفیموجاستفادهمیکنیماژدراکثررادیوتلسکوپهااینقطعهسادهکهیکدیودمعمولیاست،فقطبهجریانهاییباولت
بهاینترتیبولتاژیکهولتسنجنشانمیدهدبرابرباجذرولتاژ.مثبتاجازهعبورمیدهد.ورودیاست
تقویت كننده جریان مستقيم
درطیفرآیندمستقیمسازیولتاژوهمچنینقبلازآن،مقادیرزیادیاغتشا ازآنجاییکهقدرت.ناشیازعملکردابزارهایالکترونیکیبهموجاصلیاضافهمیشود
امواجدریافتشدهازفضابسیارضعیفاست،درلوایاغتشاشاتهرچندکوچک.پنهانخواهدشد
برایکمرنگکردناینموضوعمعموالازانتگرالگیرهاییباپلهزمانیمعلوماستفادهاینامرباعثمیشودکهقلههایبسیاربزرگاغتشاشاترویسطحمالیم.میکنند
.موجاصلیسرشکنشودوتنهااندکیقدرتموجدریافتیراتغییردهد
ابزارهای ذخيره اطالعات
جاییدربایدوبودهارزشمندبسیارآنالیز،وفرآیندهمهاینازبعدآمدهدستبهاطالعاتراهستندزمانحسببرولتاژازستونهایدوماتریسمعموالکهاطالعاتاین.شوندذخیرهذخیرهنمودارشکلبهطویلبسیارکاغذهایرویبروخودکارقلمهایتوسطقدیمدر
سیگنالهایبهتبدیلازبعداطالعاتوشدهمنسوختقریبارو اینامروزه.میکردند.میشوندنگهداریوذخیرهکامپیوتریکدردیجیتالواطالعاتثبتدقیقزماندریافت،زمانیپلهولتاژ،ازعبارتندمعموالشدهذخیرهاطالعات
چوناستمهمبسیارشدهذخیرهاطالعاتآنالیزدرسیستمومحیطدمای.دمانهایتدر.داردالکتریکیاغتشاشاتتولیددرزیادینقشدماشد،دادهتوضیححالبهتاکههمانطور
آنازتیدریافامواجقدرتنمایندهکهاستعددیرادیوتلسکو ،یکباآسمانبهنگریستنحاصل
عددیمقداررصدبارهرباباشد،درجه1استفادهموردتلسکو رادیودیدزاویهاگر.میباشدمحدوده
حال.استمنطقهآنازشدهگسیلرادیوییامواجقدرتبامتناظرکهمیآوریمدستبهراولتاژی
رادیویینقشهحوالی،آندرنقاطسایراطالعاتدریافتورادیوتلسکو چرخاندنبامیتوان
دیدهزاویبهتوجهباکهاستاعدادازماتریسیرادیویی،نقشهاین.کردتهیهراآسمانازمنطقهای
قدرتشد،باکوچکترتلسکو دیدزاویهقدرهر.میگیردبردررافضاازمشخصیوسعتتلسکو ،
رامانآسازشدهذخیرهاطالعاتازنمونهایزیرجدول.مییابدافزایشآنازحاصلتصاویرتفکیک
:باشددوردستکهکشانیکمیتواندکهمیدهدنمایش
000000000100000121000123110012421001353210125421012454101234320122321012222101112100011210000110000001000000000
.اعدادنمایشعددییکچشمهرادیوییتوسطماتریسیاز
پایان