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.
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.