概述
射電天文學以無線電接收技術為觀測手段射電天文學時通過觀測天體的無線電波來研究天文現象的一門學科。射電天文學理論認為由於地球大氣的阻攔，從天體來的無線電波只有波長約1毫米到30米左右的才能到達地面，絕大部分的射電天文研究都是在這個波段內進行的。射電天文學以無線電接收技術為觀測手段，觀測的對象遍及所有天體：從近處的太陽系天體到銀河系中的各種對象，直到極其遙遠的銀河系以外的目標。射電天文波段的無線電技術，到二十世紀四十年代才真正開始發展。對於歷史悠久的天文學而言，射電天文使用的是一種嶄新的手段，為天文學開拓了新的園地。
學科淵源
電磁波譜1860年，蘇格蘭物理學家麥克斯韋提出一個理論，預言整個輻射家族都與電磁現象（即電磁輻射）有聯繫，而一般可見光只是這個家族中的一小部分而已。25年以後，即在麥克斯韋因患癌症過早去世7年後，才找到了證實他的預言的第一個確實的證據。1887年，德國物理學家H.R.赫茲從感應線圈的火花中製造振盪電流，結果產生出波長極長的輻射，比一般紅外輻射的波長長得多。H.R.赫茲探測到了這些輻射。這些輻射後來稱做無線電波或射電波。
波長可以用微米（1/1000000米）來量度； 可見光的波長從0.39微米（極紫）到0.78微米（極紅）。接下去是近紅外輻射（0.78～3微米），再就是中紅外輻射（3～30微米），然後是遠紅外輻射（30～1000微米）。從此開始便是射電波：所謂的微波從1000～160000微米，長波射電波長高達幾十億微米。
輻射的特性不僅可以用波長來表示，也可以用頻率來表示。頻率就是每秒鐘產生的輻射的波數。可見光和紅外輻射頻率的數值太大，因此在這兩種情況下通常不使用頻率來表示。但是，對射電波來說，頻率降低到比較低的數字，因而得到廣泛地套用、每秒鐘1000個波叫做1千周；每秒鐘1000000個波叫做1兆周。 微波的範圍從300000兆周到1000兆周。一般電台使用的射電波波長都很長，都低到千周的範圍。
在赫茲發現射電波後的10年期間，光譜的另一端也有了同樣的擴展。1895年，德國物理學家倫琴意外地發現了一種神秘的輻射，他稱之為Ｘ射線，結果證明，Ｘ射線的波長比紫外輻射的波長短。後來盧瑟福證明，與放射性有關的γ射線的波長比Ｘ射線的還要短。
於是，牛頓最初的光譜得到極大的擴展。如果我們把波長每增加一倍看作是相當於1個8度音程的話（如同聲音那樣），那么我們所研究的全部電磁波譜大約等於60個8度音程： 可見光在靠近光譜的中心部分，僅占1個8度音程的範圍。
有了比較寬的光譜，我們對恆星的認識當然會更加全面。例如，我們知道，太陽光中包含著大量紫外輻射和紅外輻射，這些輻射大部分被我們的大氣吸收了；但是1931年非常意外地發現了一個探索宇宙的射電窗口。貝爾電話實驗室的一位年輕的無線電
工程師央斯基，在研究經常伴隨著無線電接收而產生的靜電時，偶然發現了一種非常穩定的噪聲，這種噪聲不可能來自任何通常的噪聲源。他最後斷定，這種靜電是由來自外層空間的射電波引起的。
最初，來自空間的射電信號似乎在太陽方向上最強，但一天天過去後，接收到的最強信號慢慢地從太陽方向移開，並且在天空中環行一圈。到1933年，央斯基斷定，這些射電波來自銀河，特別是來自靠近銀河系中心的人馬座方向。
到1933年，央斯基斷定，這些射電波來自銀河，特別是來自靠近銀河系中心的人馬座方向。於是射電天文學誕生了。
歷史發展
微波背景輻射，是利用射電天文手段獲得的對於歷史悠久的天文學而言，射電天文使用的是一種嶄新的手段，為天文學開拓了新的園地。六十年代中的四大天文發現：類星體、脈衝星、星際分子和微波背景輻射，都是利用射電天文手段獲得的。從前，人類只能看到天體的光學形象，而射電天文則為人們展示出天體的另一側面——無線電形象。由於無線電波可以穿過光波通不過的塵霧，射電天文觀測就能夠深入到以往憑光學方法看不到的地方。銀河系空間星際塵埃遮蔽的廣闊世界，就是在射電天文誕生以後，才第一次為人們所認識。
射電天文學的歷史始於1931～1932年。美國無線電工程師央斯基在研究長途電訊干擾時偶然發現來自銀心方向的宇宙無線電波。1940年，雷伯在美國用自製的直徑9.45米、頻率 162兆赫的拋物面型射電望遠鏡證實了央斯基的發現，並測到了太陽以及其他一些天體發出的無線電波。第二次世界大戰中，英國的軍用雷達接收到太陽發出的強烈無線電輻射，表明超高頻雷達設備適合於接收太陽和其他天體的無線電波。戰後，一些雷達科技人員，把雷達技術套用於天文觀測，揭開了射電天文學發展的序幕。
到了二十世紀七十年代，雷伯首創的那種拋物面型射電望遠鏡的“後代”，已經發展成現代的大型技術設備。其中名列前茅的如德意志聯邦共和國埃費爾斯貝格的射電望遠鏡，直徑達100米，可以工作到短厘米波段。這種大型設備配上各種高靈敏度接收機，便可以在各個波段探測到極其微弱的天體無線電波（見射電天文接收機）。
方法
射電頻譜儀研究課題
套用射電天文手段觀測天體這一類宇宙無線電波都屬於“非熱輻射”，有別於光學天文中常見的熱輻射(見熱輻射和非熱輻射)。對於星系和類星體，非熱輻射的主要起因，是大量電子以接近於光速的速度在磁場中的運動。許多觀測事實都支持這種見解。但是，這些射電天體如何產生並不斷釋放這樣巨大的能量，而這種能量如何激起大量近於光速的電子，則是當前天文學和物理學中需要解決的重大課題。天體無線電波還可能來自其他種類的非熱輻射。日冕中電漿波轉化成的電漿輻射就是一例。而在光學天文中所熟悉的那些輻射，也同樣能夠在無線電波段中產生。例如，太陽上的電離大氣以及銀河系的電離氫區所發出的熱輻射，都是理論上預計到的。微波背景的2.7K熱輻射，雖然是一個驚人的發現，但它的機制卻是眾所熟知的。
光譜學在現代天文中的決定性作用，促使人們尋求無線電波段的天文譜線。五十年代初期，根據理論計算，測到了銀河系空間中性氫21厘米譜線。後來，利用這條譜線進行探測，大大增加了人們對於銀河繫結構（特別是鏇臂結構）和一些河外星繫結構的知識。氫譜線以外的許多射電天文譜線是最初沒有料到的。1963年測到了星際羥基的微波譜線。六十年代末又陸續發現了氨、水和甲醛等星際分子射電譜線。在七十年代，主要依靠毫米波（以及短厘米波）射電天文手段發現的星際分子迅速增加到五十多種，所測到的分子結構愈加複雜，有的鏈長超過10個原子。這些分子大部分集中在星雲中。它們的分布，有的反映了銀河系的大尺度結構，有的則與恆星的起源有關。研究這些星際分子，對於探索宇宙空間條件下的化學反應將有深刻影響。
三十多年來，隨著觀測手段的不斷革新，射電天文學在天文領域的各個層次中都作出了重要的貢獻。在每個層次中發現的天體射電現象，不僅是光學天文的補充，而且常常越出原來的想像，開闢新的研究領域。
相關學科
天文學、光學天文學、紅外天文學、X射線天文學、恆星天文學、空間天文學、天體物理學、恆星物理學、太陽物理學、行星物理學、天體力學、天體動力學、宇宙學、宇宙化學、大爆炸宇宙學、天體測量學、實用天文學、天體演化學、天文史學、考古天文學。
天文學分支學科一覽
無線電波的波段劃分
| 波段 | 波長 | 頻率 | 傳播方式 | 傳播距離 | 用途 |
| 超長波 | 100,000米~10,000米 | 3~30千赫 | 地球大氣中時間和空間尺度最大的一類波動。它通常沿緯圈繞地球一周的波數為1～3個，其特徵波長和地球半徑同量級（104公里）。 | 超長波傳播損耗小，繞射能力強、通信距離遠；並能通過電離層繞過空間星體；對海水一般具有穿透100米深度的能力；在地下傳播時吸收損耗也較小且不受核爆炸、太陽活動等外界的影響。 | 適合於對水下潛艇、遠航艦艇和地下通訊等。 |
| 長波 | 10,000米~1,000米 | 30~300千赫 | 長波的傳播主要是靠地面波和經電離層折回的天空波來進行的 | 它的傳播距離由發射機的功率和地面情況所決定，一般不超過3000公里。 | 主要用作無線電導航，標準頻率和時間的廣播以及電報通信等 |
| 中波 | 1,000米~100米 | 300千赫~1.6兆赫 | 中波靠地面波和天空波兩種方式進行傳播。 | 在傳播過程中，地面波和天空波同時存在，有時會給接收造成困難，故傳輸距離不會很遠，一般為幾百公里。 | 主要用作近距離本地無線電廣播、海上通信，無線電導航及飛機上的通信等。 |
| 短波 | 100米~10米 | 1.6~30兆赫 | 短波的傳播主要靠天空波來進行的 | 它能以很小的功率藉助天空波傳送到很遠的距離。 | 主要是遠距離國際無線電廣播、遠距離無線電話及電報通信、無線電傳真、海上和航空通信等。 |
| 超短波 | 10米~1毫米 | 30~300,000兆赫 | 超短波，又叫米波或甚高頻無線電波。主要傳播方式是直射波傳播。 | 傳播距離不遠，一般為幾十公里。 | 主要用作調頻廣播、電視、導航、雷達及射電天文學等。 |
| 微波 | 1米以下 | 波長在1米以下的超短波又稱為微波。 主要是直射波傳播。 | 微波的天線輻射波束可做得很窄，因而天線的增益較高，有利於定向傳播；又因頻率高，信道容量大，套用的範圍也很廣。 | 主要用作定點及移動通信、導航。雷達定位測速、衛星通信、中繼通信、氣象以及射電天文學等方面。 |
