Устройство контроля стабильности приемных систем радиотелескопа РТ-13

Ю. В. Векшин, М. Б. Зотов, А. С. Лавров

ИПА РАН, г. Санкт-Петербург, Россия

Для оперативного контроля коэффициентов передачи блоков приемных систем РТ-13 и повышения чувствительности приемных систем в радиометрическом режиме разработано устройство контроля стабильности (УКС). С помощью установленных на выходах блоков приемной системы направленных ответвителей УКС позволяет измерить стабильность коэффициентов передачи криогенного приемного фокального блока (КПФБ) и блоков преобразования частоты по отдельности. Это позволяет как скомпенсировать нестабильность блоков при обработке для повышения чувствительности, так и ускорить диагностику при возникновении неисправностей, и быстро локализовать неисправный блок, не производя демонтаж фокального модуля РТ-13, занимающий значительное время.

УКС предназначено для работы в двух режимах: в X (7.0–9.5 ГГц)/Ka (28–34 ГГц) диапазонах для трехдиапазонной приемной системы радиотелескопа РТ-13 [1] или WB-диапазоне (3–16 ГГц) для широкополосной приемной системы радиотелескопа РТ-13 [2]. Ранее подобное устройство было разработано для приемников S/X-диапазонов радиотелескопа РТ-32 [3].

В настоящее время рабочая полоса приемных систем РТ-13 по выходу промежуточных частот (ПЧ) составляет 1 ГГц и ограничена блоком преобразования частот (БПЧ). При использовании УКС возможно повышение чувствительности приемных систем в радиометрическом режиме за счет регистрации сигнала без преобразования частоты во всей входной рабочей полосе частот КПФБ. Особенный выигрыш можно достичь в диапазонах с наиболее широкой полосой: в Ka-диапазоне (28–34 ГГц) трехдиапазонной приемной системы и для широкополосной приемной системы (3–16 ГГц). Увеличение полосы частот недостаточно для повышения чувствительности, поскольку она определяется в большей степени нестабильностью коэффициента передачи КПФБ [4]. Поэтому одновременно с увеличением полосы частот необходимы измерение и компенсация нестабильности коэффициента передачи КПФБ, что реализует разработанное УКС. Для этого в УКС реализован модуляционный режим измерений, при котором в один полупериод происходит измерение ко-эффициента передачи КПФБ, а в другой — полезного сигнала от антенны. После оцифровки сигналов из выходного сигнала полной мощности от антенны вычитается относительное изменение коэффициента передачи КПФБ. Обработанный таким образом полезный сигнал очищается от нестабильности коэффициента усиления, что повышает чувствительность приемных систем.

В докладе приведены результаты создания и измерений характеристик УКС, а также результаты исследований стабильности приемных систем в лаборатории и на радиотелескопе РТ-13 в обсерватории «Светлое».

Литература

1) Иванов Д. В., Мардышкин В. В., Лавров А. С., Евстигнеев А. А. Трехдиапазонная приемная система для радиотелескопов с малыми антеннами // Труды ИПА РАН. 2013. Вып. 27. C. 197–203.

2) Векшин Ю. В., Зотов М. Б., Лавров А. С. и др. Широкополосная приемная система для радиоинтерферометра нового поколения. Приборы и техника эксперимента. 2023. №3. С. 98–107.

3) Векшин Ю. В., Зотов М. Б., Лавров А. С. Устройство контроля параметров радиоастрономических приемников S/X-диапазонов // Труды ИПА РАН. 2019. Вып. 51. C. 32–41.

4) Векшин Ю. В., Лавров А. П., Хвостов Е. Ю. Методика и результаты исследований амплитудной и фазовой стабильности супергетеродинного радиоастрономического приемника // Радиотехника. 2018. №1. С. 24–30.