射電日像儀

射電日像儀

快速獲得太陽射電圖像的一種射電望遠鏡,主要用來研究太陽局部射電源,特別是太陽射電爆發。最初的成像方法是法國南錫和日本名古屋的柵式干涉儀中使用的多波束方法。

簡介

射電日像儀射電日像儀

快速獲得太陽射電圖像的一種射電望遠鏡,主要用來研究太陽局部射電源,特別是太陽射電爆發。最初的成像方法是法國南錫和日本名古屋的柵式干涉儀中使用的多波束方法(見多天線射電干涉儀)。1967年開始使用的澳大利亞庫爾古拉射電天文台的射電日像儀,可以每秒鐘掃描太陽一次,獲得一張高解析度的太陽射電圖像。庫爾古拉射電日像儀的工作頻率為160、80和43.25兆赫,適於觀測離開光球0.3到1個太陽半徑的日冕中部的射電。其結構為由96面拋物面天線組成的直徑為3,000米的環形天線陣,用對數周期振子作饋源,可以在80和160兆赫兩個頻率上工作,並能測量左鏇和右鏇圓偏振;由48面角形天線組成的直徑為2,775米的環形天線陣,則在43.25兆赫工作,只能測量總強度。

意義

射電日像儀射電日像儀

環形天線陣方向圖的柵瓣與交叉柵式天線陣組成的十字形天線陣的柵瓣相當,但幅度更小,分布更對稱。通過正確選擇相鄰組元天線的間距,可以不致影響對太陽的觀測。而方向圖主瓣周圍的旁瓣則影響較大,需用綜合回響的方法加以縮小。這種方法按一定的設計調整每個天線輸出信號的放大倍數(也就是對每個天線的回響加以適當的權重)。給各路加權回響的迭加,可以給出符合設計要求的低旁瓣的“鉛筆束”方向圖,它跟直徑與環的直徑相等的連續孔徑天線的方向圖相當。庫爾古拉天線陣方向圖的束寬,在三個頻率上分別為1′.9、2′.1和4′.2。每個綜合回響程式(即算出圖像中一點的強度)可以用計算機在 8毫秒時間內完成。庫爾古拉射電日像儀可以用來觀測寧靜太陽射電的背景輻射,但更重要的是觀測太陽緩變射電和各種類型的射電爆發。通過對每秒一次接連獲得的太陽射電圖像的分析,可以精確地確定日面上不同位置、不同大小的局部源的強度、頻譜和偏振結構及其隨時間的變化情況,這對緩變射電和射電爆發機制和整個太陽物理的研究都具有重要意義。

系統原理和構成

射電日像儀利用綜合孔徑原理對觀測源成像。由天線陣、機械結構系統、控制系統、光纖系統、計算機集成和觀察室共6個子系統構成。系統性能參數低頻陣高頻陣
頻率範圍0.4-2GHz2-15GHZ
天線數目4060
基線數目7801770
天線口徑4.5m2.0m
最長基線~3000m~3000m
最短基線8m5m
空間解析度~10.3"-51.6"~1.4"-10.3"
成像視場~2.3°-11.7°~41.9"-5.2°

科學目標

射電日像儀科學目標包括觀測日冕瞬變現象、高能粒子流、日冕磁場和太陽大氣結構,確定耀斑與日冕物質拋射的源區特性,從而了解太陽動態過渡區和日冕。與計畫中的美國“頻率靈活太陽射電望遠鏡(FASR)”和歐洲的“擴展FASR計畫”相互配合,將會首次實現太陽日冕射電成像的日不落觀測,在空間天氣監測與研究中具有重要作用。

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