Астрономические

инструменты

Лекции по астрофизике

Оптимальный радиоастрономический приемник

В радиоастрономии как полезный сигнал, так и шум представляют собой стохастические процессы, каждый из которых может рассматриваться, как «белый шум».

Оптимальный алгоритм обнаружения в данном случае - это измерение энергии процесса

N T

x2 : x2 (t) dt

i 1 iи сравнение ее с некоторым пороговым значением0 . Приемное устройство, реализующее эту процедуру, может быть названо

энергетическим приемником. В радиоастрономии такой приемник называется

радиометром.

Предел чувствительности радиоастрономических приемников

Чувствительность радиометров определяется в идеале внешним фоном и, соответственно, флуктуациями числа фотонов на входе приемника. Дисперсия числа фотонов дается выражением (N – число мод):

Фотоны подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна, т.е. это частицы, имеющие тенденцию к ассоциации. При малом числе фотонов, как в оптике

В радиодиапазоне, как правило, преобладает второй член в формуле, связанный с упомянутой ассоциацией фотонов.

В равновесном случае при температуре T среднее число фотонов в одной моде поля дается

Чувствительность приемника по числу фотонов за время t

Число независимых

колебаний

Ширина полосы принимаемых частот

Чувствительность по мощности

New 4-band (3, 2, 1.3, and 0.9 mm) dual-polarization receiver - EMIR

EMIR during final integration in the Grenoble receiver laboratory.

One of the four dual- polarization mixer pairs is visible near the center of the photograph. The beams of the 4 mixer pairs leave the dewar through 4 separate windows towards the top of the figure. Warm optics (not shown) can combine some of the 4 beams for observation of the same position on the sky.