Разделы

Приемно-регистрирующая система радиотелескопа РТ-1.8

Приемно-регистрирующая система радиотелескопа РТ-1.8 предназначена для мониторинга интенсивности и степени поляризации солнечного радиоизлучения. Облучатель и приемная система размещаются в герметичном фокальном контейнере радиотелескопа. Облучатель обеспечивает прием правой и левой круговых поляризаций в диапазоне частот 2785–2815 МГц. Основной режим работы приемной системы — модуляционный с возможностью переключения принимаемой поляризации с помощью переключателя. На вход малошумящего усилителя поочередно поступают сигналы правой и левой круговых поляризаций (RCP и LCP) от облучателя и сигнал от термостатируемого генератора шума (ГШ), при этом переключатель закрывается и не пропускает сигнал от облучателя. Сигнал ГШ используется для калибровки приемной системы (при фиксированном значении управляемого аттенюатора), а также для компенсации сигнала приемной системы в модуляционном режиме для устранения нестабильности коэффициента усиления приемной системы (значение управляемого аттенюатора подстраивается перед наблюдениями). Для формирования полосы сигнала установлены полосно-пропускающие фильтры. Дистанционное управление всеми функциями узлов аппаратуры приемной системы и мониторинг основных параметров работы узлов для удаленной диагностики неисправностей осуществляются c помощью платы управления по интерфейсу Ethernet 10/100 от компьютера с соответствующим ПО.

Функциональная схема приемной системы РТ-1.8

Система регистрации представляет собой программно-определяемое устройство NI USRP-2922. Устройство содержит усилитель с управляемым коэффициентом усиления, квадратурный демодулятор с перестраиваемым гетеродином и два аналого-цифровых преобразователя 100 MS/s, что позволяет оцифровывать I/Q компоненты сигнала с полосой 25 МГц и разрешением 16 бит в режиме реального времени. Данные передаются по интерфейсу 1 Gb Ethernet на компьютер. В программе на компьютере вычисляются спектры сигнала в полосе 25 МГц, производится цифровая фильтрация помех, формирование сигнала модуляции, синхронное детектирование сигналов поляризаций и ГШ на интервале 1 мс, усреднение сигналов на интервале 0.1 с, вычисление и визуализация интенсивности и степени поляризации излучения, запись в файл результатов измерений, автоматическая калибровка и компенсация сигнала в модуляционном режиме.

Основные характеристики приемно-регистрирующей системы и радиотелескопа РТ-1.8

Параметр Значение
Полоса принимаемых частот, МГц 2785–2815
Коэффициент усиления, дБ 38–70
Динамический диапазон, дБ 39–67
Шумовая температура приемной системы, K 437
Шумовая температура системы, K 445
Чувствительность на интервале 0.1 с, K 0.8
System Equivalent Flux Density (SEFD), СЕП (104 Ян) 93
Чувствительность на интервале 0.1 с, СЕП (104 Ян) 0.15
Чувствительность по степени поляризации, % 0.1
Коэффициент использования поверхности антенны 0.56
Эффективная площадь антенны, м2 1.5
Ширина диаграммы направленности по уровню -3 дБ, ° 4

Результаты сравнения измерения радиопотока Солнца РТ-1.8 с эталонными данными станции Penticton (Канада) представлены на рисунке 3, корреляция составляет 0.985, несмотря на разницу во времени наблюдений около 5 часов.

Временной ход радиопотока Солнца на частоте 2800 МГц за декабрь 2022 – февраль 2023 г. (1 СЕП = 10-22 Вт/м2Гц)