Радиоголографическая измерительная система для юстировки радиотелескопов сети "Квазар" тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ АСТРОНОМИИ

На правах рукописи

ГОРБАЧЕВ Игорь Валентинович

РГБ ОД

РАДИОГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЮСТИРОВКИ РАДИОТЕЛЕСКОПОВ СЕТИ "КВАЗАР"

Специальность 01.03.02

Астрофизика и радиоастрономия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2000

Работа выполнена в Институте прикладной астрономии РАИ

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор А.А.Стоцкий Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Н.Л.Кайдановский доктор физико-математических наук В.М.Богод

Ведущая организация:

Главная астрономическая обсерватория РАН

Защита состоится /$ г. в часов минут на

заседании диссертационного совета Д-200.06.01 при Институте прикладной астрономии РАН (191187, Санкт-Петербург, наб. Кутузова, 10).

Отзывы на диссертацию направлять в адрес диссертационного

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПА РАН.

совета.

Автореферат разослан ^ ^¿^^2000

г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук

А.Т.Байкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Важнейшим завершающим этапом создания радиотелескопа является юстировка п исследование характеристик его фокусирующей системы. На сегодняшний день среди существующих методов Исследования и юстировки "зеркальных радиотелескопов наиболее эффективным является радиоголографический метод. Он обладает высокой степенью точности, информативности и оперативности в сочетании с широкими возможностями для автоматизации измерительной процедуры. Радиоголографический метод успешно применяется за рубежом как при вводе в строй новых инструментов, так и для исследования антенн, уже находящихся в эксплуатации. Однако, в России и других странах СНГ, несмотря на наличие большого количества крупных радиотелескопов, этот перспективный метод пока еще не получил должного развития.

Создаваемая в настоящее время Институтом прикладной астрономии РАН радиоинтерферометрическая сеть "Квазар" оборудуется 32-метровыми полноповоротными радиотелескопами РТФ-32, предназначенными для работы в широком диапазоне длин волн вплоть до миллиметров. В связи с этим возникла необходимость обеспечения этих радиотелескопов эффективными средствами их юстировки.

Таким образом, актуальность создания радиоголографической

измерительной системы как для проведения юстировочных работ на радиотелескопах сети "Квазар", так и для улучшения характеристик других радиотелескопов, уже находящихся в эксплуатации, становится очевидной.

Цель работы

Целью работы является создание измерительной системы для проведения радиоголографических исследований и юстировки антенн сети "Квазар" и других полноповоротных рефлекторных радиотелескопов.

Научная новизна I. Разработан и исследован новый метод построения радиоголографической измерительной системы, основанный на: — применении одноканальной схемы приема с интерференцией основного и опорного сигналов во входных цепях до преобразования частоты, чго позволяет снять требования к фазовой стабильности приемника;

— применении амплитудно-фазовой модуляции опорного сигнала для решения проблемы разделения комплексно-сопряженных составляющих радиоголограммы. 2. Создана автоматизированная радиоголографическая измерительная система для исследования и юстировки фокусирующих систем полноповоротных рефлекторных антенн, обеспечивающая проведение измерений с точностью, соответствующей мировому уровню.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы определяется использованием созданной аппаратуры для проведения исследований и юстировки радиотелескопов сети "Квазар" и возможностью ее применения для юстировки других полноповоротных рефлекторных антенн.

Основные результаты, выносимые на защиту

1. Радиоголографическая измерительная система для исследования и юстировки полноповоротных рефлекторных антенн.

2. Реализация метода амплитудно-фазовой модуляции опорного сигнала для разделения комплексно-сопряженных составляющих радиоголограммы.

3. Методика расчета параметров радиоголографического измерительного эксперимента.

4. Методика автоматизированного проведения радиоголографического измерительного эксперимента.

Апробация работы, публикации и вклад автора

Основные результаты представленной работы докладывались на следующих научных конференциях:

1. International workshop "Holography testing of large radiotélescopes", Nizhnij Arkhyz, September 10 — 13, 1990.

2. Школа-семинар молодых ученых-космофизиков, Суздаль, 1991.

3. XXV радиоастрономическая конференция, Пущино, 1993.

4. XXVI радиоастрономическая конференция, С.-Петербург, 1995.

5. XXVII Радиоастрономическая конференция, С.-Петербург, 1997.

6. Школа-семинар молодых радиоастрономов, Пущино, 1998. Результаты диссертации опубликованы в работах [1—9]. Вкладом

автора в работы, выполненные в соавторстве, является:

[1, 2] —участие в разработке принципов построения радиогологра-фической измерительной системы;

[5 —9]—создание измерительной аппаратуры, участие в проведении измерений и обсуждении результатов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Она изложена на 140 страницах, содержит 3 таблицы и 46 рисунков. Список литературы включает 178 наименований. Общий объем работы составляет 209 страниц.

В первой главе делается обзор существующих на сегодняшний день радиофизических методов исследования и юстировки больших зеркальных антенн и отмечаются их основные преимущества перед другими методами.

Вторая глава посвящена изложению общих положений теории радиоголографических исследований антенн в дальней зоне и аналитическому рассмотрению возможных схем построения радиоголографи-ческой измерительной системы. Здесь же обсуждаются основные требования, предъявляемые к используемому для проведения радиоголографических измерений источнику излучения.

В третьей главе дается общая характеристика созданной радиого-лографической системы, обосновывается выбор ее основных параметров и подробно описываетсй автоматизированный измерительный комплекс, который включает в себя входную СВЧ-часть, радиогологра-фнческий приемник, систему управления и сбора данных, а также программное обеспечение радиоголографического эксперимента.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований созданной системы на 32-метровом радиотелескопе РТФ-32 обсерватории "Светлое" (ИЛА РАН), а также результаты первых натурных испытаний этой системы на 64-метровом радиотелескопе РТ-64 (Калязин, ОКБ МЭИ).

В Заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

Используемые в настоящее время методы юстировки больших зеркальных антенн (БЗА) можно разделить на механические,

геодезические и радиофизические. Главное преимущество радиофизических методой заключается в том, что они позволяют получить информацию о качестве работы фокусирующей системы радиотелескопа в целом, а не просто о положении отдельных представительных точек отражающей поверхности, как это происходит при юстировке механическими и геодезическими методами. К радиофизическим относятся, прежде всего, радпоголографический, автоколлнмацпон-нып, а гакже амплитудный методы. В основе этих методов лежит

связь распределения поля антенны в одной области с распределением ее поля в некоторой другой области пространства. Отметим, что примерно с середины 80-х годов для юстировки больших полноповоротных рефлекторных радиотелескопов за рубежом стали широко применять радиоголографический метод измерений в дальней зоне, обладающий высокими показателями точности, информативности и оперативности.

К сожалению, в нашей стране из радиофизических методов достаточное развитие получили лишь автоколлимационный и метод радио-голографической автоколлимации, которые использовались в САО РАН для юстировки БЗА переменного профиля (БПР и РАТАН-600). Лишь в последние годы коллективами научных групп НИРФИ и ИПА РАН началось активное внедрение радиоголографического метода измерений в дальней зоне для юстировки отечественных больших полноповоротных рефлекторных радиотелескопов.

Глава I. Радиофизические методы юстировки больших зеркальных

антенн.

Все радиофизические методы юстировки можно разделить на дифференциальные и интегральные. Характерной особенностью дифференциальных методов является последовательное во времени измерение положений отдельных элементов отражающей поверхности и их взаимная привязка. Главный недостаток таких методов заключается в том, что они легко реализуются лишь на антеннах, зеркала которых состоят из отдельных оперативно подвижных элементов. При большом количестве элементов, образующих отражающую поверхность, юстировочные процедуры занимают довольно длительное время. Поэтому впоследствии стали развиваться интегральные методы, основанные на реконструкции профиля отражающей поверхности главного зеркала и определении смещений облучателя (или контррефлектора) от положения наилучшей фокусировки по данным измерений распределения поля антенны, соответствующего одной из дифракционных зон: френелевской или дальней. В отличие от дифференциальных, интегральные методы более оперативны и во многих случаях позволяют проводить юстировку с большей точностью. Нельзя оставить без внимания и более высокую степень информативности, которой они обладают. Это выражается в том, что интегральные методы позволяют решать одновременно две задачи: исследовать электродинамические характеристики антенны и определять ошибки ее фокусирующих поверхностей.

В основе интегральных методов исследования и юстировки лежит фундаментальный принцип взаимности Гельмгольца, согласно

которому по данным измерений комплексного поля излучающей системы на любом расстоянии от нее всегда можно определить характеристики этой системы, такие как распределение поля на апертуре и диаграмма направленности (ДН). Суть всех этих методов заключается в последовательной реализации трех процедур:

1). Измерения комплексной ДН (радиоголограммы) юстируемой антенны в зоне Френеля или зоне Фраунгофера. ------

2). Определение по данным намерений распределения амплитуды и фазы поля в апертуре.

3). Реконструкция отражающего профиля и положения облучателя (или контррефлектора).

4). Регулировка положения элементов отражающей поверхности зеркала и облучателя (или контррефлектора) по полученным в результате реконструкции данным.

Для измерений комплексной диаграммы направленности регистрируется интенсивность поля, полученного в результате интерференции двух когерентных сигналов: основного и опорного. Метод исследования и юстировки, в котором производятся такие измерения, называется радиоголографическим. Применив к полученной в результате измерений в дальней зоне или зоне Френеля радиоголограмме соответствующие интегральные преобразования, находят распределение комплексного поля в плоскости апертуры.

Отметим, что для получения высокой точности измерений профиля отражающей поверхности главного зеркала радиоголографическим методом требуется высокая когерентность основного и опорного сигналов. Кроме того, характерной особенностью радиоголографн-ческого метода является наличие проблемы разделения комплексно-сопряженных компонент пространственного интерференционного спектра, которая возникает в процессе реконструкции изображения распределения комплексного поля в апертуре тестируемой антенны и решается либо разнесением основной и опорной антенн на соответствующее расстояние, либо введением дополнительных измерительных процедур.

Альтернативой радиоголографическому методу является метод с восстановленном фазы или так называемый амплитудный метод, который стал развиваться сравнительно недавно. Его суть заключайся в реконструкции распределения фазы в апертуре по измеренному распределению интенсивности поля в дальней зоне антенны, т.е. по ее мощностной ДН.

Главное преимущество амплитудного метода по сравнению с радиоголографическим, на первый взгляд, совершенно очевидно: отсутсшусч проблема фазовой стабильности. Этот метод, более удобен н с точки зрения аппаратного обеспечения, т.к. при реализации он,

вроде бы, не требует специального оборудования, не используемого на радиотелескопах.

Однако, все известные на сегодняшний день методы, позволяющие решать задачу восстановления фазы, предъявляют высокие требования как к вычислительным итерационным алгоритмам, так и к машинным ресурсам. Остается также нерешенной проблема единственности решения, т.е. однозначной реконструкции фазового распределения. Кроме того, для измерений ДН по мощности требования к чувствительности приемников и к их динамическому диапазону предъявляются гораздо более высокие, чем при радиоголографических измерениях.

Таким образом, на практике при всей своей кажущейся перспективности амплитудный метод пока не может вытеснить радиоголографический.

За последние 15 лет использование радиоголографических измерений по космическим источникам для юстировки больших полноповоротных радиотелескопов получило за рубежом очень широкое распространение. Важным шагом на пути повышения точности измерений стало использование в качестве источника геостационарных ИСЗ, излучающих сигналы большой мощности. Это дало возможность применять в качестве опорной обычную антенну спутниковой связи диаметром не более 1.5 м, устанавливая ее либо в раскрыве исследуемой антенны, либо рядом с ней, и создавать мобильные радиоголографические измерительные комплексы.

Глава II. Теоретические основы радиоголографического метода исследования антенн в дальней зоне.

Главным фундаментальным принципом, на котором базируется радиоголографический метод измерений в дальней зоне, является тот факт, что распределения поля в дальней зоне и в плоскости апертуры крупных антенн в первом приближении связаны парой преобразований Фурье.

При реализации радиоголографического метода могут применяться три типа радиоголографических систем:

1). Радиоголографическая система корреляционного типа с опорной антенной, жестко закрепленной на тестируемой.

2). Радиоголографическая система корреляционного типа с отдельно стоящей опорной антенной.

3). Радиоголографическая система суммирующего типа с интерференцией на СВЧ.

Сравнение этих трех вариантов построения радиоголографических систем можно провести по следующим критериям:

1). Требования к измерительной аппаратуре.

2). Требования к обработке радиоголографических измерений.

3). Структура восстановленного изображения распределения поля

в апертуре исследуемой антенны.

Требования к измерительной аппаратуре.

Ка|Г известно, величина "интерференционного отклика-зависит от степени когерентности коррелируемых сигналов. Поэтому одним из основных требований, предъявляемых к радиоголографической аппаратуре, является обеспечение высокой фазовой стабильности трактов передачи основного и опорного сигналов.

В обоих системах корреляционного типа интерференция сигналов происходит на промежуточной частоте. Применение гибких кабельных линий для передачи сигналов гетеродинов и промежуточной частоты удобно с конструктивной точки зрения, поскольку это позволяет размещать опорную антенну как угодно: либо на отдельном опорно-поворотном устройстве, либо на опорно-поворотном устройстве исследуемой антенны. Причем, в первом случае снимаются ограничения на размеры опорной антенны и появляется возможность работы по слабым источникам. Однако, как показала практика, обеспечить необходимую относительную фазовую стабильность двух приемных каналов практически нереально без создания дополнительной, довольно сложной и дорогой системы контроля фазы.

С этой точки зрения более целесообразно применять радиогологра-фнческую систему суммирующего типа, в которой интерференция происходит во входных пассивных цепях. В этом случае сигнал, полученный в результате интерференции, проходит через единый приемный тракт, т.е. фазовые соотношения основного и опорного сигналов на входе и выходе приемника сохраняются автоматически. Остается лишь обеспечить высокую фазовую стабильность линий передачи сигналов от обеих антенн к сумматору, что может быть достигнуто применением жестких волноводных трактов. Естественно, это предполагает близкое расположение и жесткую механическую связь основной и опорной антенн.

Требования к обработке радиоголографических измерений.

Ключевой проблемой радиоголографических измерений является выделение компоненты действительного изображения распределения поля в апертуре исследуемой антенны из сложного интерференционного с шпала. Причем, гели в системах корреляционного типа задача заключается только н разделении комплексно-сопряженных изображении, то н системе суммирующего типа необходимо также произвести отделение искомого изображения от сильной фоновой компоненты, представляющей собой автокорреляционную функцию распределения ноля и апертуре исследуемой антенны. В случае технической

трудности применения метода пространственного разнесения для решения указанной задачи необходимо применять специальные меры. В системах корреляционного типа основной и опорный сигналы, перед тем как попасть в коррелятор, регистрируются независимо, что позволяет производить разделение комплексно-сопряженных составляющих радиоголограммы численным методом. В системе же суммирующего типа соответствующие преобразования необходимо осуществлять на аппаратном уровне.

Структура восстановленного изображения распределения поля в апертуре исследуемой антенны.

С точки зрения ограничений в пространственном разрешении восстановленного изображения поля в апертуре, возникающих при наличии жесткой связи основной и опорной антенн, лучше всего применять схему с опорной антенной, установленной на отдельной монтировке. Однако, при использовании мощных источников сигнала (например, геостационарных ИСЗ) и приемной аппаратуры с низкой шумовой температурой, требуемые размеры опорной антенны могут быть невелики (около 0.5 м) и будет обеспечиваться достаточное для проведения юстировки разрешение даже при установке опорной антенны в пределах апертуры юстируемой антенны.

Таким образом, система суммирующего типа выглядит более привлекательной для реализации на больших полноповоротных радиотелескопах, таких как РТФ-32, если применять опорную антенну достаточно малых размеров и разработать аппаратный метод селекции информационной составляющей радиоголограммы.

Глава III. Радиоголографическая система юстировки радиотелескопов сети "Квазар".

Созданная радиоголографическая измерительная система предназначена, прежде всего, для проведения радкоголографических исследований и юстировки антенн сети "Квазар", но может использоваться и на других полноповоротных радиотелескопах. На основании сравнительного анализа вариантов построения радиоголографических систем была выбрана схема суммирующего типа. При этом опорная антенна устанавливается непосредственно в раскрыве тестируемой антенны, а проблема селекции изображения распределения поля в апертуре тестируемой антенны решается с помощью амплитудно-фазовой модуляции опорного сигнала. В качестве источника сигнала используются геостационарные ИСЗ телевещания, работающие в диапазоне 10.75-12.75 ГГц.

Схема :ггон радлоголографнческой системы представлена на рис.1. Апп;у>атура системы представляет собой автоматизированный измерительный комплекс, который включает в себя:

-входную СВЧ-часть (ВСВЧ);

— радиоголографнческий приемник (РП), состоящий из ВЧ-части и НЧ-части;

— систему управления и сбора данных (СУСД);

— программное обеспечение для управления работой комплекса.

Рис.1. Радиоголографическая система с амплитудно-фазовой модуляцией опорного сигнала: А —геостационарный ИСЗ, Б —фронт электромагнитной волны, I? - исследуемая антенна. Входная СВЧ-часть: 1—приемный рупор, 2 —опорная антенна, 3 - амплитудио-фазовый модулятор. Радиоголографнческий приемник: 4- -ВЧ-часть, .5 — НЧ-часть. 6 —система управления и сбора данных.

Входная СВЧ-часть (ВСВЧ).

Узловым элементом ВСВЧ (см. "1" на рис.2) является амплитудно-фазовый модулятор опорного сигнала М, представляющий собой сложное волноводное устройство, построенное на базе феррптопых переключаемых Циркуляторов, управляемых последовательностью коротких импульсов, поступающих от блока управления БУ по кабелю "Б". Для компенсации разности хода основного и опорного сигналов и опорный канал в качестве линии задержки ЛЗ через цпркулятор включен короткозамкнутый волноводный шлейф. Интерференция основного и опорного сигналов происходит в сумматоре С, представляющем собой двойной волновой тройник (Т-мост). В ВСВЧ также входят калибровочный генератор шума ГШ, включенный в чракт через направленный ответвнтель НО, а также антенный переключатель АП и регулируемые аттенюаторы РА1 и

Б

3

5

Рис.2. Блок-схема аналоговой части радиоголографического комплекса. 1 — входная СВЧ-част1>; 2 —модуль конвертера; 3—ТВ-тюнер; 4 —основная детекторно-уснлнтельпая секция; 5—дополнительная детекторно-усилительная секция; ПП —переключатели поляризации; РА1, РА2— регулируемые аттенюаторы; АП —антенный переключатель; ГШ —генератор шума; Ненаправленный ответиитель; М —амплитудно-фазовый модулятор; С —сумматор; БУ — блок управления; Г1, Г2 —гетеродины; Р —разветвнтель; ЧД —частотный детектор; СФД —синхронно-фазовый детектор; ВУ —видеоусилитель; ВКУ — видеокоптролыюе устройство; БП —блок питания.

РЛ2, предназначенные для выбора режима работы радиоголо- графической системы.

Радноголографическнй приемник (РП).

ВЧ-часть радноголографпческого. приемника (рис.2) состоит из СВЧ-приемного устройства диапазона 10.7—12.75 ГГц супергетеродинного типа с двойным преобразованием частоты, а НЧ-часть — из. блока квадратичного детектирования и синхронно-фазового детектора (СФД).СВЧ-приемное устройство включает в себя два отдельных модуля: модуль конвертера и ТВ-тюнер (см. "2" и "3" на рис.2). Модуль конвертера имеет шумовую температуру 52 К и коэффициент передачи 64±3 дБ.

Смеситель ТВ-тюнера обеспечивает преобразование выходных сигналов конвертера, лежащих в диапазоне 0.95—2.55 ГГц, к частоте 480 МГц при полосе фильтра 27 МГц. Переключение частотных рабочих поддиапазонов модуля конвертера производится переключением напряжения питания.

Для обеспечения визуализации принимаемого ТВ сигнала к видеовыходу ТВ-тюнера подключается видеоконтрольное устройство ВКУ.

Блок квадратичного детектирования (см. "4" на рис.2) представляет собой пеночку "квадратичный детектор —малошумящий усилитель низкой частоты (МШУ-НЧ) с дифференциальным

выходом".

СФД построен по схеме двухканалыюго синхронного интегратора с переключаемой постоянной времени накопления и двухканальным синхронным детектором. В СФД осуществляется усиление модулированного НЧ-спгнала, подавление синфазных наводок и выделение квадратурных составляющих интерференционного сигнала "COS" и "SIN" на частоте модуляции Fm = 1 кГц.

Таким образом, амплитудно-фазовый модулятор, квадратичный детектор и СФД в совокупности реализуют функцию комплексного аналогового коррелятора.

Радиоголографпческий приемный тракт может быть также использован в качестве радиометра с полосой Д/„ = 1 ГГц и шумовой температурой ~100 К. Для этого в тракт 1ПЧ включается разветвитель Р н дополнительная детекторно-усилительная секция (см. "5" на рис.2).

Основными релсимамн работы схемы на рис.2 являются:

1). Радиоголографпческий режим.

2). Радиометрический режим.

Переключение режимов работы осуществляется с помощью антенного переключателя АП и подбора уровней затухания в регулируемых аттенюаторах РА1 и РА2.

В радиометрическом режиме имеется два подрежима, предполагающих прием сигнала либо только от опорной либо только от тестируемой антенны. Выбор подрежима производится посредством установки соответствующего РА в "закрытое" состояние.

Система управления и сбора данных (СУСД).

Схема разработанной автором системы управления и сбора данных (СУСД) изображена на рис.3. Система предназначена, прежде всего, для сбора данных измерений комплексной интерференционной ДН в процессе проведения радиоголографического эксперимента, а также измерений ДН по мощности при работе комплекса в радиометрическом режиме. Однако, в принципе, эта система является универсальной, поскольку может быть подключена к аналоговому выходу любого радиометра.

К управляющему входу гетеродина ТН-ткшера

ЦАП

жж

К "САЛГИР" (КМ-2) 3 С А 3 С УМ

tutu.

МДЧ

МПКИ

Магистраль КАМАК

11„ДД д

МП

гт

к

л

От СФД

АЦП

КК

И

BP

А, УМ

И

IBM/PC-AT-286

И-АГ

VV

ЭВМ

ISA-bus

Рис.З. Система управления п сбора данных радиоголографического измерительного комплекса (СУСД). ЦАП-цифро-аналоговый преобразователь; Т — программируемый таймер реального времени; МДЧ —модуль делителей частоты; МПКИ —модуль приема координатной информации; МП — мультиплексор; АЦП — 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь; КК — крейт-коитроллср; ВР —24-разрядный двухпортовый регистр параллельного цифрового ввода; И — интерфейсная карта.

СУСД построена на базе комплекса КАМАК и персонального компьютера IBM РС/АТ-286 н является однозадачной системой реального времени. Работа системы происходит следующим образом.

В процессе сканирования источника СУСД осуществляет выборку н.I выходных сигналов СФД с интервалом дискретизации, определяемым устанавливаемой программно тактовой частотой таймера реального времени (Т) и выбранным выходом модуля делителей частоты (МДЧ).

Квантование выборок из аналоговых сигналов СФД осуществляется в 12-разрядном АЦП. Причем, сигналы двух квадратурных каналов подаются на вход АЦП последовательно во времени по линии "К". Коммутация этих сигналов производится мультиплексором (МП) по приходу импульса переключения "П", поступающего от АЦП после каждого преобразования (срабатывания). Кроме выборки и квантования отсчетов выходных сигналов СФД, производится привязка эти отсчетов к угловым координатам положения антенны, для чего обеспечивается взаимодействие комплекса КАМАК с устройством съема угловых координат (УСУК) "Салгир" по линиям запросов 3, стробирования С и информации (А —азимут, УМ—угол места) посредством специально разработанного модуля приема координатной информации МПКИ.

СУСД выполняет также функцию управления настройкой гетеродина Г2 ТВ-тюнера, к управляющему входу которого подключен выход 10-разрядного цифро-аналогового преобразователя ЦАП.

Связь комплекса КАМАК с компьютером IBM/PC-AT-286 осуществляется с помощью интерфейсной карты (И), установленной в один из слотов системной шины ISA процессорного блока компьютера и подключенной через 16-битный параллельный порт ввода-вывода к крейт-контроллеру КК. Максимальная используемая в эксперименте скорость обмена данными между КК и ЭВМ составляет -10 Кбайт/с. В процессе регистрации данных производится визуальный контроль записываемых отсчетов на экране монитора ЭВМ в виде осциллограмм.

Программное обеспечение.

Функционирование СУСД происходит под управлением программы "Stream", написанной на языке макроассемблера. Структурно программа организована в виде головной процедуры с вложенными в нее процедурами драйверов КАМАК-модулей и экранных процедур. Укрупненная блок-схема алгоритма этой программы изображена на рис.4. Для точной привязки по времени перед началом эксперимента осуществляется синхронизация системного таймера компьютера с часами программного устройства управления антенной, например с "СПУ-5".

Piic.5. Укрупненным алгоритм программы упрапления СУСД "Stream".

Результатом работы СУСД является регистрация вещественной ("COS") н мнимой ("SIN") частей дискретной интерференционной ДН в виде текстовых файлов данных "SCAN<NNN>DAT" (<NNN> — трехзначный номер скала) в памяти ЭВМ на жестком, гибком или виртуальном диске. Каждый такой файл содержит данные выборки из выходных сигналов СФД, а также время и фактические значения азимута и угла места положения антенны в момент снятия отсчетов.

Общий объем всего массива данных при типовом радиоголографи-ческом эксперименте с разрешением 0.8 м по апертуре составляет 594000 чисел, что занимает 6.3 Мбайт памяти ЭВМ. При обработке измерений из этого массива формируется 5 матриц ("COS" и "SIN" составляющие радиоголограммы, азимут и угол места положения антенны, время), а также извлекаются данные для определения смещения источника в течение измерительного сеанса.

Очевидно, что сокращение времени регистрации радиоголограммы имеет важное значение со многих точек зрения, и, следовательно, на этапе подготовки радиоголографического эксперимента неизбежно встает задача оптимального подбора его параметров: угловой скорости движения антенны, числа сканов, числа отсчетов в скане, ширины полосы пропускания НЧ-фильтра в СФД и периода дискретизации. Для решения этой задачи автором был разработан специальный вычислительный алгоритм "PARH", позволяющий проводить автоматизированный оптимальный подбор указанных параметров. При этом критерием оптимальности является минимизация времени регистрации массива данных радиоголограммы.

Глава IV. Экспериментальные исследования радиоголографнческой измерительной системы.

После успешных лабораторных испытаний, проведенных на специально созданном в ИПА РАН небольшом открытом полигоне, макет радиоголографического измерительного комплекса в августе 1994 г был смонтирован на 64-метровом радиотелескопе в Калягине. По окончании цикла подготовительных работ, связанных с отладкой аппаратного, программного и методического обеспечения эксперимента, в период с 1995 по 1997 гг. было проведено несколько циклов радиоголографических измерений, которые подтвердили правильность общей концепции построения радиоголографнческой системы и позволили оценить ее потенциальные возможности.

В декабре 1997 г. измерительный комплекс был установлен на 32-метровом радиотелескопе РТФ-32 обсерватории "Светлое". После настройки аппаратуры в августе 1998 г. были начаты регулярные радиоголографическне исследования. В качестве источника был выбран "Hot bird-3" с точкой стояния 13° В.Д. и телевизионный

вещательный канал на частоте 12.3 ГГц. Номинальные значения высоты и азимута указанного ИСЗ для данного места наблюдения составили 20° и 199° соответственно. На рис.5 приведен пример записи квадратурных составляющих радиоголограммы, а на рис.6 представлена ДН по мощности, измеренная в радиометрическом режиме.

При радиоголографических измерениях на участке равномерного движения по азимуту скорость антенны составляла ~2'/с, а полная область сканирования по азимуту 134 угловых минут. При этом, рабочая область сканирования 104' ж 104' обеспечивала разрешение по апертуре 0.8 м, а продолжительность одного сеанса измерений составила 3.5 часа. Матрица данных радиоголограммы имела размерность 128x128.

Как показали результаты обработки измерений и предварительные расчеты, аппаратная точность радиоголографических измерений формы отражающей поверхности главного зеркала составляет 0.1—0.2 мм, а амплитудного распределения —4%.

Результаты радиоголографических измерений использовались для коррекции положения контррефлектора и расчета поправок к положениям щитов отражающей поверхности главного зеркала. Результаты первых измерений, показали, что среднеквадратическая ошибка поверхности снизилась с 1.2 мм до 0.7 мм. В настоящее время продолжаются работы по улучшению качества отражающей поверхности радиотелескопа в "Светлом" с использованием созданной радноголографической системы.

Радиоголографическая система оказалась также весьма полезным инструментом для исследования работы системы наведения радиотелескопа.

Заключение

Итогом проведенной автором научно-исследовательской работы являются следующие результаты:

1. Показаны преимущества применения для исследований и юстировки больших полноповоротных радиотелескопов уже получившего широкое распространение за рубежом, но не имевшего должного развития в нашей стране, радиоголографнческого метода измерений в дальней зоне по космическим источникам.

2. На основании подробного сравнительного анализа возможных схем построения радноголографической системы был сделан вывод о целесообразности использования для юстировки РТФ-32 схемы суммирующего типа, с интерференцией основного и опорного сигналов во входных цепях до преобразования частоты.

Мнимая часть.

Рис.5. Записи квадратурных составляющих радиопрограммы.

о" даянии

МЯЧ

С1У-

'"И

Рнс.6. Диаграмма направленности по мощности в области 26'х 26', измеренная в радиометрическом режиме на волне 2.45 см.

3. Сформулированы требования, предъявляемые к источнику сигнала для радиоголографических измерений в дальней зоне. Рассмотрены особенности использования в качестве источника сигнала геостационарных ИСЗ и естественных космических источников.

4. Дано теоретическое обоснование разработанной радиоголографи-ческой измерительной системы суммирующего типа, в которой проблема разделения комплексно-сопряженных изображений распределения поля в апертуре исследуемой антенны решается методом амплитудно-фазовой модуляции опорного сигнала. Проведено математическое моделирование регистрируемых в данной системе сигналов, которые пропорциональны квадратурным составляющим комплексной диаграммы направленности (радиоголограммы).

5. Выведены формулы для расчета чувствительности радиогологра-фнческон измерительной системы в различных режимах ее работы.

6. Произведены обоснование и расчет основных параметров радиоголографической измерительной системы: длина рабочей волны, динамический диапазон и шумовые параметры приемной аппаратуры, оптимальные размеры опорной антенны и др.

7. На основании приведенных расчетов параметров системы разработан п создан автоматизированный радноголографическин измерительный комплекс.

8. Для расчета оптимальных параметров радиоголографического эксперимента разработан специальный алгоритм. В качестве критерия оптимальности рассматриваются минимальные затраты времени на запись всего массива данных дискретной радиоголограммы.

9. Проведена экспериментальная проверка созданной радиоголо-графпческой измерительной системы на 64-метровом радиотелескопе РТ-64 (ОКБ МЭИ) в г.Калязин и 32-метровом радиотелескопе РТФ-32 обсерватории ИПА РАН "Светлое".

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Генералова IO.Е., Горбачев И.В., Синянский В.И., Стоцкий A.A., Фарбер Г. И. и др. Система радиоголографической юстировки больших зеркальных антенн ТНА-400-1. //Эскизно-технический проект. ИПА АН СССР, Ленинград, 1990.

2. Gorbachev I.V., Farber G.I., Sinyanskii V.l., Stotskii A.A. Radioholography technique for adjustment of fully steerable reflector antennas at 12 GHz with amplitude-phase modulation of signal. //Proceedings of international workshop "Holography testing of large radiotélescopes", Nizhnij Arkhyz, September 10—13, 1990. Leningrad, Nauka, 1991, 78-81.

3. Горбачев И. В. Аппаратура для радиоголографической юстировки радиотелескопа ТНА-400-1 ("Квазар"). //XXV радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. Пущино, 1993, 269—271.

4. Горбачев И. В. Радиоголографическая система для исследования и юстировки больших зеркальных антенн. //Труды ИПА РАН, вып.2, "Техника радиоинтерферометрии", 1997, 133—153.

5. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Стоцкий A.A. Радиогологра-фическне исследования на 64-метровом радиотелескопе в Калязине. //XXVI радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. С.-Петербург, 1995.

6|. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Ильичев Е.А., Стоцкий A.A. Радиоголографическая юстировка 64-м радиотелескопа в Калязине. //XXVII Радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов, 3, С.-Петербург, 1998, 24-25.

7. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Стоцкий A.A. Радиогологра-фические измерения на 64-метровом радиотелескопе ТНА-1500Ц в Калязине. Апрель 1997 г. //Отчет. С.-Петербург, ИПА РАН, 1997.

8. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В. Радиоголографическая система для юстировки больших радиотелескопов. Экспериментальные результаты. //Школа-семинар молодых радиоастрономов. Тезисы докладов. Пущино, АКЦ ФИАН, 1998.

9. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Стоцкий A.A. Радиоголо-графические измерения на 32-метровом радиотелескопе ТНА-400-1 в "Светлом" (Февраль, 1999 г.). //Отчет РГ-99-1, ИПА РАН, С.Петербург, 1999.

Отпечатано в типографии ПИЯФ РАН

188300, Гатчина Ленинградской обл., Орлова роща Зак. 194, тир. 100, уч.-изд. л. 1; 3.05.2000 г.

Основные обозначения

Введение

Глава I. Радиофизические методы юстировки больших зеркальных антенн

1.1. Дифференциальные методы юстировки.

1.2. Общая характеристика интегральных методов исследования и юстировки антенн. ■

1.3. Радиоголографические исследования антенн в зоне Френеля.

1.4. Радиоголографические исследования антенн в зоне Фраунгофера.

1.5. Радиоголографические исследования антенн у с перефокусировкой.

1.6. Радиоголографическая автоколлимация.

1.7. Амплитудный метод. 47 Выводы.

Глава II. Теоретические основы радиоголографического метода исследования антенн в дальней зоне

2.1. Варианты построения радиоголографических систем.

2.2. Реконструкция профиля отражающей поверхности.

2.3. Источник излучения для радиоголографических исследований антенн в дальней зоне.

Выводы.

Глава III. Радиоголографическая система для юстировки радиотелескопов сети "Квазар"

3.1. Общая характеристика радиоголографической системы.

3.2. Разделение комплексно-сопряженных изображений.

3.3. Чувствительность радиоголографической системы.

3.4. Расчет параметров радиоголографической системы.

3.5. Радиоголографический измерительный комплекс.

3.6. Подготовка радиоголографического эксперимента. 156 Выводы.

Глава IV. Экспериментальные исследования радиоголографической измерительной системы

4.1. Испытания радиоголографической измерительной системы на радиотелескопе РТ-64.

4.2. Испытания радиоголографической измерительной системы на радиотелескопе РТФ-32.

Выводы.

Высокая эффективность радиоастрономических исследований Вселенной последних лет стала возможной благодаря интенсивному развитию базы радиотехнических и электронных средств, в котором четко прослеживаются три направления: совершенствование приемной аппаратуры; широкое внедрение компьютерной техники как в системы контроля и управления процессом наблюдений, так и в системы регистрации и обработки результатов этих наблюдений; создание целого спектра крупных антенн и антенных систем, обеспечивающих проведение радиоастрономических исследований в широком диапазоне длин волн при высокой разрешающей способности.

В последнем из указанных направлений особое место принадлежит большим полноповоротным радиотелескопам как наиболее универсальным и удобным в эксплуатации инструментам. Кроме того, радиотелескопы этого типа стали базовыми элементами при организации многочисленных радиоинтерферометрических сетей (РСДБ-сетей) [1,2]. В частности, пункты создаваемой в настоящее время в России РСДБ-сети "Квазар" оборудуются антеннами, представляющими собой полноповоротные радиотелескопы с диаметром: главного зеркала 32 м [3] (в дальнейшем радиотелескопы РТФ-32).

Большие полноповоротные радиотелескопы являются зеркальными антеннами, отражающая поверхность которых имеет форму близкую к параболоиду. Простота фокусирующей системы этих антенн дает возможность менять рабочую частоту несложной сменой облучателя.

Причем, 15 последнее время, наибольшее распространение получили двухзеркальные фокусирующие системы Кассегрена и Грегори, позволяющие изменять и оптимизировать амплитудно-фазовое распределение поля в раскрыве антенны путем подбора формы главного зеркала и контррефлектора. Важное преимущество двухзеркальной системы состоит и в том, что область переоблучения контррефлектора приходится на "холодное" небо, а не на относительно "горячую" поверхность Земли [4].

Среди реализаций конструкции отражающей поверхности больших гюлноповоротных радиотелескопов в настоящее время отдают предпочтение зеркалу, состоящему из набора сплошных металлических щитов, закрепленных на формообразующем каркасе в нескольких точках и сгруппированных в зоны-кольца. Способ крепления щитов к каркасу в большинстве современных антенн указанного типа обеспечивает регулировку относительного положения каждого гцита в отдельности. Такая конструкция главного зеркала обладает значительными преимуществами по сравнению с конструкцией, в которой щиты закреплены жестко, т.к. имеется возможность корректировки формы отражающей поверхности.

Актуальность темы.

Как известно, завершающим этапом ввода в эксплуатацию антенны радиотелескопа является ее настройка. Цель настройки состоит в доведении электрических параметров антенны, таких как форма диаграммы направленности (ДН), эффективная площадь (ЭП), коэффициент использования поверхности (КИП) и др., до заложенных в проекте. При этом, отличие экспериментальных электрических параметров антенны от их расчетных значений объясняется, главным образом, отличием реального распределения амплитуды и фазы поля в ее раскрыве от рассчитанного при проектировании, что обусловлено целым рядом причин, а именно [4, л, 8, 9]:

О идеализацией расчетов, к которой прибегают вследствие трудности получения точного решения;

2) погрешностями изготовления элементов фокусирующей системы антенны радиотелескопа;

3) погрешностями установки элементов фокусирующей системы;

4) гравитационными деформациями;

5) тепловыми деформациями;

6) деформациями вследствие ветровых нагрузок.

На сегодняшний день степень и характер влияния вышеперечисленных факторов и связанных с ними фазовых ошибок на электрические параметры антенн достаточно хорошо изучены и освещены в многочисленных публикациях (см., например, [4 — 11]). Отметим, что некоторые из источников ошибок можно учесть еще на этапе проектирования радиотелескопа [4]. Так, использование гомологического принципа при разработке опорной конструкции главного зеркала антенны дает возможность значительно уменьшить влияние весовых деформаций поверхности, а применение радиопрозрачных обтекателей позволяет устранить ветровые воздействия и снизить тепловые деформации. Хорошая защита от больших температурных перепадов может быть обеспечена с помощью принудительной воздушной циркуляции в области за отражающей поверхностью. Кроме того, влияние весовых нагрузок и атмосферных условий можно значительно снизить посредством установки на радиотелескопах систем контроля деформаций. К сожалению, использование в конструкциях радиотелескопов композитных материалов с повышенным модулем упругости и низким коэффициентом теплового расширения представляет большой интерес пока скорее с теоретической, чем с практической точки зрения, из-за высокой стоимости таких материалов.

Уменьшение погрешностей изготовления элементов фокусирующей системы является вопросом, связанным с совершенствованием производственных технологий, в то время как максимальное приближение инженерных расчетов к реальной антенне связано с усложнением используемого математического аппарата и совершенствованием технологий компьютерных.

Неточности установки элементов фокусирующей системы радиотелескопа определяются, главным образом, выбранной методикой юстировки отражающей поверхности главного зеркала и положения облучателя (контррефлектора). Сведение к минимуму фазовых ошибок, обусловленных этими неточностями, составляет особую важную задачу как на этапе ввода антенны в строй, так и в процессе ее последующей эксплуатации.

Как известно, влияние фазовых ошибок на энергетические параметры антенны зависит не только от их величины, но и от характера их распределения по апертуре. В связи с этим ошибки разделяют на два основных типа: регулярные (систематические) и случайные. Гравитационные, температурные деформации зеркала и смещения облучателя (контррефлектора) вызывают, главным образом, регулярные крупномасштабные искажения волнового фронта. Причем, смещения и деформации под действием ветра и веса примерно пропорциональны квадрату размера апертуры, а тепловые деформации, происходящие из-за разности температур в различных частях конструкции антенны, зависят от размера конструкции приблизительно линейно [4]. Закон распределения возникающих при .ном крупномасштабных фазовых ошибок, а точнее —закон изменения фазы Ф на апертуре антенны, можно представить в виде степенного ряда. В общем случае для линейной апертуры этот ряд записывается в следующем виде: Ф,Л" Ф-.У Ф3Х3 (IX .V ,(Ч

1 ; ("Л) {«А)1 (А)3 ЫУ где Ф,,Ф., Ф,, Ф;. — постоянные коэффициенты, а - размер апертуры, л линейная координата на апертуре, меняющаяся в пределах: а а , ч <х<- (2)

2 2

При этом, наличие членов нечетных степеней в формуле (1), т.е. нечетных фазовых ошибок в распределении поля на раскрыве, приводит к изменению направления максимума ДН, расширению главного лепестка ДН и несимметричному росту боковых, падению коэффициента направленного действия (КНД) [6, 7].

Фазовые ошибки четных степеней приводят к расширению луча ДН, "заплыванию" нулей вплоть до слияния боковых лепестков с главным и даже появлению провала в последнем. Однако симметрия ДН относительно нормали к раскрыву сохраняется. Естественно, наличие ошибок четных степеней также вызывает падение КНД [6,

7].

При рассмотрении круглой апертуры закон изменения фазы на ней характеризуется степенным рядом более сложного вида, который известен в оптике под названием аберрационной функции [И, 13]. В этом случае крупномасштабные фазовые ошибки на раскрыве можно разделить на ошибки фокусировки (линейную и квадратичную ошибку) и так называемые аберрации по Зейделю: сферическую аберрацию (ошибку четвертой степени), кому (ошибку третьей степени), астигматизм (несовпадение точек наилучшей фокусировки в тангенциальной и меридианной, т.е. Е и Н плоскостях). Как известно, продольные смещения облучателя (или контррефлектора) от положения наилучшей фокусировки непосредственно связаны с наличием ошибок четных степеней, а поперечные смещения— с наличием ошибок нечетных степеней. Кроме того, если в качестве облучателя применяется многоэлементная структура (решетка), то могут наблюдаться и другие разновидности аберраций, характерные только для параксиальных систем: кривизна поля и дисторсия.

Неточности, допущенные при изготовлении и установке элементов отражающей поверхности зеркала радиотелескопа, являются основной причиной мелкомасштабных случайных фазовых нерегулярностей в плоскости раскрыва. На стадии проектирования и монтажа радиотелескопа ошибки этого рода учесть достаточно сложно. В работах [8, 9] был проделан анализ таких ошибок для круглой апертуры с помощью интеграла Кирхгофа при следующих предположениях:

1) ошибки распределены по апертуре статистически равномерно с гауссовой корреляционной функцией;

2) радиус корреляции ошибок много меньше размера апертуры;

3) в пределах области корреляции ошибки распределены по закону Гаусса;

4) спад амплитудного распределения на интервале корреляции мал по величине.

Автором работ [8, 9] была получена формула для расчета уменьшения КНД, показывающая четкую связь между размером области корреляции С, длиной волны Я и рассеянием энергии:

IX о

1 +

2п!

2 - ехр

2 Л

С /г л Я2 у Я

С2тг

1 - ехр ^ 2 Л С Л"

V «Я2 у

3) где Дшх -КПД антенны без ошибок; /) КНД антенны с ошибками; а —выраженная в радианах суммарная среднеквадратическая фазовая ошибка в апертуре антенны радиотелескопа; С— размер области корреляции, определяемый как расстояние, на котором в среднем ошибки становятся по существу независимыми. Причем, в случае С»Х можно использовать приближение: ь д. ехр -сг

4)

Для плоского зеркала или очень длиннофокусной антенны справедливо следующее соотношение между фазовой ошибкой на апертуре ст и выраженной в линейной мере ошибкой отражающей поверхности ¿- [10]:

Ясг

4 71

5)

Следовательно, если перейти от апертуры к поверхности зеркала, то из формулы (4) получим:

Д. ехр

4 71 £ . Я )

6) где £ — среднеквадратическое отклонение (СКО) профиля отражающей поверхности, выраженное в линейной мере.

Рис.1 демонстрирует рассчитанную по формуле (6) зависимость падения КНД антенны от СКО профиля отражающей поверхности на различных рабочих частотах РТФ-32.

Таким образом, обеспечение радиотелескопа эффективными средствами юстировки фокусирующей системы как при вводе его в строй, так и в процессе эксплуатации, имеет крайне важное значение.

1.00

0.80 х 0.60 ч: 0.40 Р

0.20

0.00

1 \ г 1 —— -- \ \ \ \ у

V ! \ | ч

1

1.55 ГГц 2.37Г Гц

8.45 Г Гц

11.725ГГц

22.235ГГц

0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00

Среднеквадрагическая ошибка поверхности, мм

Рис. 1. Зависимость падения КНД антенны от среднеквадратической ошибки отражающей поверхности на рабочих частотах РТФ-32.

Используемые в настоящее время методы юстировки больших зеркальных антенн (БЗА), в частности антенн больших полноповоротных радиотелескопов, можно разделить на механические, геодезические и радиофизические. Радиофизические методы стали применяться немного позднее остальных. Их главное преимущество заключается в том, что они позволяют получить информацию о качестве работы фокусирующей системы радиотелескопа в целом, а не просто о положении отдельных представительных точек отражающей поверхности, как это происходит при юстировке механическими и геодезическими методами. К радиофизическим относятся, прежде всего, радиоголографический, автоколлимационный а также амплитудный методы. В основе этих методов лежит связь распределения поля антенны в одной области с распределением ее поля в некоторой другой области пространства. Отметим, что примерно с середины 80-х годов для юстировки больших полноповоротных радиотелескопов за рубежом стали широко применять радиоголографический метод измерений в дальней зоне, обладающий высокими показателями точности, информативности и оперативности. Суть этого метода заключается в реконструкции амплитудно-фазового распределения поля в плоскости апертуры юстируемой антенны по данным измерений комплексной диаграммы направленности.

К сожалению, в нашей стране из радиофизических методов достаточное развитие получил лишь автоколлимационный и метод радиоголографической автоколлимации, которые использовались при юстировке БЗА переменного профиля (Большой пулковский радиотелескоп и РАТАН-600). Лишь в последние годы началось активное внедрение радиоголографического метода измерений в дальней зоне для юстировки отечественных больших полноповоротных радиотелескопов. Независимые работы в этом направлении успешно проводятся коллективами научных групп Института прикладной астрономии (ИПА РАН) и Нижегородского радиофизического института (НИРФИ). Цель работы.

Целью работы является создание измерительной системы для проведения радиоголографических исследований и юстировки антенн сети "Квазар" и других полноповоротных рефлекторных радиотелескопов.

Научная новизна.

1|. Разработан и исследован новый метод построения радиоголографи-ческой измерительной системы, основанный на: применении одноканальной схемы приема с интерференцией основного и опорного сигналов во входных цепях до преобразования частоты, что позволяет снять требования к фазовой стабильности приемника; применении амплитудно-фазовой модуляции опорного сигнала для решения проблемы разделения комплексно-сопряженных

1 составляющих радиоголограммы. 2;. Создана автоматизированная радиоголографическая измерительная система для исследования и юстировки фокусирующих систем полноповоротных рефлекторных антенн, обеспечивающая проведение измерений с точностью, соответствующей мировому уровню.

Практическое значение работы.

Практическое значение работы определяется использованием созданной аппаратуры для проведения исследований и юстировки радиотелескопов сети "Квазар" и возможностью ее применения для юстировки других полноповоротных рефлекторных антенн. 7 Основные результаты, выносимые на защиту.

1. Радиоголографическая измерительная система для исследования и юстировки полноповоротных рефлекторных антенн.

2. Реализация метода амплитудно-фазовой модуляции опорного сигнала для разделения комплексно-сопряженных составляющих радиоголограммы.

3. Методика расчета параметров радиоголографического измерительного эксперимента.

4. Методика автоматизированного проведения радиоголографического измерительного эксперимента.

Апробация работы, публикации и вклад автора. Основные результаты представленной работы докладывались на следующих научных конференциях:

1. International workshop "Holography testing of large radiotélescopes", Nizhnij Arkhyz, September 10-13, 1990.

2. Школа-семинар молодых ученых-космофизиков, Суздаль, 1991.

3. XXV Радиоастрономическая конференция, Пущино, 1993.

4. XXVI Радиоастрономическая конференция, С.-Петербург, 1995.

5. XXVII Радиоастрономическая конференция, С.-Петербург, 1997.

6. Школа-семинар молодых радиоастрономов, Пущино, 1998.

Результаты диссертации опубликованы в работах [16, 17, 27, 28, 100, 172— 174, 177]. Вкладом автора в работы, выполненные в соавторстве, является:

16, 17]—участие в разработке принципов построения радиоголо-графической измерительной системы; [28, 172 — 174, 177]—создание измерительной аппаратуры, участие в проведении измерений и обсуждении результатов.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Она изложена на 140 страницах, содержит 3 таблицы и 46 рисунков. Список литературы включает 178 наименований. Общий объем работы составляет 209 страниц.

Выводы

Работы, проведенные на 64-метровом радиотелескопе в Калязине (РТ~64) и на 32-метровом радиотелескопе обсерватории ИПА РАН "Светлое" (РТФ-32), подтвердили верность общей концепции построения радиоголографической системы и позволили разработать и отладить методику проведения радиоголографических измерений на полноповоротных антеннах, позволяющую получать высокую точность определения ошибок отражающей поверхности главного зеркала и положения контррефлектора. Кроме того, выяснилось, что созданный радиоголографический измерительный комплекс является хорошим инструментом для исследования работы системы наведения.

Рис.4.14. Распределение амплитуды поля в апертуре РТФ-32.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итогом проведенной автором научно-исследовательской работы являются следующие результаты:

1. На основании рассмотрения современных радиофизических методов исследования и юстировки больших зеркальных антенн показаны преимущества применения для исследований и юстировки больших полноповоротных радиотелескопов уже получившего широкое распространение за рубежом, но не имевшего должного развития в нашей стране, радиоголографического метода измерений в дальней зоне по космическим источникам. Такими преимуществами являются: высокая степень точности, информативности и оперативности измерений, широкие возможности для автоматизации измерительной процедуры. Указанные преимущества стали основанием для применения радиоголографического метода измерений в дальней зоне в качестве средства юстировки радиотелескопов РТФ-32.

2. На основании подробного сравнительного анализа возможных схем построения радиоголографической системы был сделан вывод о целесообразности использования схемы суммирующего типа, с интерференцией на СВЧ. При реализации радиоголографичских измерений по этой схеме опорная антенна размещается в пределах апертуры исследуемой, интерференция происходит во входных пассивных цепях и нет необходимости создания двух приемных трактов с высокой фазовой стабильностью, поскольку сигнал, полученный в результате интерференции, проходит через единый приемный тракт, т.е. фазовые соотношения основного и опорного сигналов па входе и выходе приемника сохраняются автоматически. Особенностью данной схемы измерений является потребность в разработке аппаратного метода разделения комплексно-сопряженных изобралсений распределения поля в апертуре исследуемой антенны.

3. Рассмотрены особенности использования в качестве источника сигнала для радиоголографических измерений геостационарных ИСЗ и естественных космических источников. Сформулированы основные требования, предъявляемые к характеристикам этих источников, таким как плотность потока, угловые размеры и др. Отмечены преимущества применения сигналов геостационарных ИСЗ, рассмотрены спектры этих сигналов.

4. Дано теоретическое обоснование разработанной радиоголографи-ческой измерительной системы суммирующего типа, в которой проблема разделения комплексно-сопряженных изображений распределения поля в апертуре исследуемой антенны решается методом амплитудно-фазовой модуляции опорного сигнала. Проведено математическое моделирование регистрируемых в данной системе сигналов, которые пропорциональны квадратурным составляющим комплексной диаграммы направленности (радиоголограммы).

5. Выведены формулы для расчета чувствительности радиогологра-фической измерительной системы в различных режимах ее работы.

6. Произведены обоснование и расчет основных параметров радпоголографической измерительной системы: длина рабочей волны, динамический диапазон и шумовые параметры приемной аппаратуры, оптимальные размеры опорной антенны и др.

7. На основании приведенных расчетов параметров системы разработан и создан автоматизированный радиоголографический измерительный комплекс, который включает в себя входную СВЧ

часть (ВСВЧ) с амплитудно-фазовым модулятором, радиоголо-графический приемник (РП), систему управления и сбора данных (СУСД), а также программное обеспечение для управления работой комплекса.

Использование в качестве источника геостационарных ИСЗ телевещания диапазона 10.75 — 12.75 ГГц, излучающих сигналы большой мощности, позволило применить на входе РП серийный неохлаждаемый малошумящий СВЧ-усилитель-преобразователь с шумовой температурой 52 К и опорную антенну с параболическим зеркалом небольшого размера (диаметр 0.6 м).

СУСД комплекса построена на базе комплекса КАМАК и персональной ЭВМ 1ВМ/РС-АТ-286. В процессе дискретизации и регистрации сигналов, пропорциональных двум квадратурным составляющим радиоголограммы, осуществляется их привязка по фактическим координатам положения антенны, для чего организовано взаимодействие СУСД с устройством съема угловых координат, входящим в штатную систему наведения радиотелескопа.

8. Для расчета оптимальных параметров радиоголографического эксперимента разработан специальный алгоритм. В качестве критерия оптимальности рассматриваются минимальные затраты времени на запись всего массива данных дискретной радиоголограммы.

9. Проведена экспериментальная проверка созданной радиоголо-графической измерительной системы на 64-метровом радиотелескопе РТ-64 (ОКБ МЭИ) в г.Калязин и 32-метровом радиотелескопе РТФ-32 обсерватории ИПА РАН "Светлое". Результаты, полученные на РТ-64 и РТФ-32, подтвердили верность общей концепции построения радиоголографической системы и позволили разработать и отладить методику проведения радиоголографических измерений на полиоиоворотиых антеннах, позволяющую получать достаточно высокую аппаратную точность определения ошибок отражающей поверхности главного зеркала и положения контррефлектора: 0.1—0.2 мм. Кроме того, созданный радиоголографический измерительный комплекс оказался хорошим инструментом для исследования работы системы наведения радиотелескопа.

1. Губанов B.C., Финкельштейн A.M., Фридман П. А. Введение врадиоастрометрию. М.: Наука, Редакция физико-математической литературы, 1983.

2. Моран Дж., Свенсон Дж., Томпсон Р. Интерферометрия и синтез врадиоастрономии. М.: Мир, 1989.

3. Губанов B.C., Кайдановский М.Н., Финкелъштейн A.M. и др.

4. Радиотехнический комплекс "Квазар" и его роль в системе фундаментального координатно-временного обеспечения страны. //Отчет по НИР. ИПА АН СССР, С.-Петербург, 1992.

5. Хегбом И., Христиансен У. Радиотелескопы. М.: Мир, 1988.

6. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. М.: Связь, 1977.

7. Айзенберг Г.З., Терешин О.Н., Ямпольский В.Г. Антенны УКВ. М.: Связь. 1977.

8. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерныхустройств. М.: "Энергия", 1966.

9. Рузе Д. Влияние ошибок раскрыва на диаграммы направленностиантенн. //Вопросы радиолокационной техники, №2, 1956.

10. Рузе Д. /ЛГИИЭР, 54, №6, 1966.

11. Белянский П.В., Терехова Г.А. Методы измерения отклонений профиля отражающей поверхности больших наземных и космических антенн. //Зарубежная радиоэлектроника, 1978.

12. Сканирующие антенные системы СВЧ. Под ред. Хансена Р.К. М.: Советское радио, 1966.

13. Теоретические основы радиолокации. Под ред. Дулевича В.Е. М.: Мир, 1966.

14. О'H сил 3. Введение в статистическую оптику. М.: Мир, 1966.

15. Маршалъ А. Франсон М. Структура оптического изображения. М.: Мир, 1964.

16. Proceedings of international workshop "Holography testing of large radiotélescopes", Nizhnij Arkhyz, September 10 — 13, 1990. Leningrad, Nauka, 1991.

17. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Синянский В.И., Стоцкий А. А., Фарб ер Г.И. и др. Система радиоголографической юстировки больших зеркальных антенн ТНА-400-1. //Эскизно-технический проект. ИПА АН СССР, Ленинград, 1990.

18. M.Ryle, Scott P.F. Rapid method for measuring the figur of radiotélescope reflector. //Monthly Not. of the Royal Astr. Soc., 78, M°3, 1977.

19. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи. Под ред. Б.П.Хромого. М.: Радио и связь, 1986.

20. Есепкина Н.А., Корольков Д. В., П арийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. М.: Наука, 1973.

21. Епанечников В.Ю., Зумбуридзе О.Е., Кумыш Э.И., Харатишвили Н.Г. Спутниковое телевидение. М.: Радио и связь, 1993.

22. Голография. Методы и аппаратура. Под ред. Гинзбург В.М. и Степанова В.M. M.: Сов. радио, 1974.

23. Морап Дж., Свенсон Дж., Томпсон Р. Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. М.: Мир, 1989, 72 — 86.

24. Генералова Ю.Е. Пакет программ "Орион" для обработки и модели-рования радиоголографических измерений. //Сообщения ИПА РАН, №68, С.-Петербург, 1995.

25. Генералова Ю.Е. Математическое моделирование и обработка радиоголографических измерений. //Труды ИПА РАН, вып.2, "Техника радиоинтерферометрии", 1997.

26. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Сов. радио, 1977.

27. Горбачев И.В. Аппаратура для радиоголографической юстировки радиотелескопа ТНА-400-1 ("Квазар"). //XXV радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. Пущино, 1993, 269 — 271.

28. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Стоцкий А.А. Радиоголографи-ческне исследования на 64-метровом радиотелескопе в Калягине.

29. XXVI радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. С.-Петербург, 1995, 377-378.

30. Синянский В.И. Радиоголографический метод исследования и юстировки радиотелескопа РАТАН-600 на волне 8.8 мм. /7Диссертация на соискание ученой степени кандидата ф.-м. наук. Ленинград. 1988.

31. V Всезоюзная конференция "Метрологическое обеспечение антенных измерений". Тезисы докладов. Ереван, ВНИИРИ, 1990.

32. Rahmat-Samn Y. Surface diagnosis of large reflector antennas using microwave holographic metrology: an iterative approach. //Radio Soc., 13, 1984, 1205-1217.

33. Реконструкция изображений. Под ред. Старка Г. М.: Мир, 1992.

34. Пинчук Г.А., Стоцкий А. А. Применение радиоголографии для исследования радиотелескопа РАТАН-600. //Известия С АО, Астрофизические исследования, 16, Л.: Наука, 1982.

35. Синянский В.И., Стоцкий А.А. Радиоголографический метод исследования и юстировки радиотелескопа РАТАН-600. //Препринт №55, С АО АН СССР, Ленинград, 1988.

36. Беагон B.C., Калинин А.В., Калинина Е.Е., Кисляков Е.А. Исследование поверхности зеркала радиотелескопа НИРФИ радиоголографическим методом по сигналам ИСЗ. //Препринт №371, НИРФИ, Н.Новгород, 1993.

37. Rahmat-Samii Y. Microwave Holography of large reflector antennas. Simulation algorithms. //IEEE Trans. Ant and Prop., 23, №11, 1985.

38. Никольская T.H, Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989.

39. Caluido Israel V., Rahmat-Samii Y. Shaped reflector antenna analysis using Jacobi-Bessel series. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 23, №4, 1980.

40. Кирпанев А.В., Лавров В.Я., Уланов Р.Т. Об одном из путей восстановления дальнего поля антенны при сферическом сканировании. //V Всесоюзная конференция "Метрологическое обеспечение антенных измерений". Тезисы докладов. Ереван, ВНИИРИ, 1990, 99-100.

41. Джонсон Д.С., Экер Х.А. /УТИИЭР, 61, №12, 1973.

42. Стрепишт Дж.А. Теория электромагнетизма. М.: Гостехиздат, 1948.43. /Varasimhan M.S., Christofer S. A new method of analysis of the near and far fields of parabolic reflectors. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 32, № 1, 1984.

43. Heroum P.M. Near field microwave holography measurements in USSR. //Proceedings of the International workshop "Holography testing of large radiotelescopes", Niznij Arkhyz, September, 10-13, 1990. Leningrad, Nauka, 1991, 47-51.

44. Мельник А.В., Нефедов C.H. Восстановление диаграммы направленности антенны решением обратной свертки. //V Всесоюзная конференция "Метрологическое обеспечение антенных измерений". Тезисы докладов. Ереван, ВНИИРИ, 1990, 94 — 95.

45. Сафроноа Г.С., Сафронова А.П. Введение в радиоголографию. М.: Советское радио, 1979.

46. Бахрах J1.Д., Курочкин А.П. Голография в микроволновой технике. М.: Советское радио, 1979.

47. Anderson А.Р., Bennet J.C., Mcinnes Р.А., W/ntaker A.J .Т. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 24, №3, 1976.

48. Anderson L.J., Godwin M.P., Whitaker A.J.T. Microwave diagnostics of the Chilbolton 25 m antenna using OTS satellite. //Proceedings of Inst. Elec. Eng. Int. Conf., York, England, 1981, 232-236.

49. Napier P.J., Bates R.H. Antenna aperture distributions from holographic type of radiation-pattern measurement. //Proc. IEE., 120, NoA, 1973.

50. Ryle M., Scott P.F. A rapid method for measuring the figure of a radiotélescope reflector. //Monthly Noties of the Radio Astron. soc., 178, .V>3, 1977, 549-545.

51. Арутюнян Дж.С., Бахрах Л.Д., Дмитриенко ДА., Курочкин АЛ., Цейтлин К.М. Об определении диаграммы напрвленности антенны по источнику в зоне Френеля с использованием голографии и оптической обработки. //ДАН СССР, 20, №3, 1971, 580-582.

52. Арутюнян А.А., Арутюнян Дж.С., Геруни П.М. и др. Измерение диаграмм направленности на основе машинного восстановления радиоголограмм в их раскрыве. //Известия АН АрмССР. Физика, 7, >5, 1972, 373-376.

53. Davis J.H., Mayer C.E., Peters W.L., Vogel W.J. A holographic surface measurement of the Texas 4.9 m antenna at 86 Ghz. //IEEE Trans. Instr. and Meas., 32, №1, 1973, 102-109.

54. Joy E.B., Peach W.M., Paris D.P., Rodrigue G.P. Application of probe-compensated near-field measurements. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 26, 1978, 379-389.

55. Хайкин В. Б. Исследование характеристик и радиогологра-фический контроль АПП в блюкней зоне. //Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н. Специальная астрофизическая обсерватория РАН. С.-Петербург, 1993.

56. Rahmat-Samii Y. Microwave holographic metrology for antenna diagnosis. //Proceedings of the International workshop "Holographytesting of large radiotélescopes", Niznij Arkhyz, September 10-13, 1990. Leningrad, Nauka, 1991, 10 24.

57. Toshiijnki Okuyama, Hagnne Fukushi, Kenji Nakamura, Kenishi Okamoto. Antenna surface measurement by the holographic method, using beacon signal of CS-2B satellit. //Journal of Radioresearch laboratory, July 1987, 71-83.

58. ОРЕХ Newsletter, M>14, june 1992.

59. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Синянский В.И., Стоцкий Л. А., Фарбер Г. И. и др. Система радиоголографической юстировки больших зеркальных антенн ТНА. //Эскизно-технический проект. Ленинград, ИПА РАН, 1990, 14 — 17.

60. Adams M.F., Godwin M.P., Schoesson E.P. Microwave holographic measurement of the Effelsberg 100 meter radiotélescope. //Preprint, june 1983.

61. Resterai M.J., Wellengton K.J. A holographic study of the Parkes 64 m reflector. //Proceedings of the International workshop "Holography testing of large radiotélescopes", Niznij Arkhyz, September 10-13, 1990. Leningrad, Nauka, 1991, 25-27.

62. Van Someren Greve H.W. Holographic observations with the WSRT. //Proceedings of the International workshop "Holography testing of large radiotélescopes", Niznij Arkhyz, September 10-13, 1990. Leningrad, Nauka, 1991, 44-46.

63. Elder J., Lundahl L., Morris D. A test of phase retrieval holography on the Onsala 20 m radiotélescope. //IRAM. Preprint, 1984.

64. Gulkis S., Jonng L.E, Levy G.S., Rahmat-Samii Y., Seidel B.L. //Proc. Astron. Soc. Australia, 5, 270.

65. Broten N.W., Costain C.H., McLeod J.M., Resheards R.S., Roy J., Wu C.J., Woodsworth A.W., J.L.Yen. //Astron. Soc. Canada, 76, Xo5, 1982, 317-318.

66. Final report on X-band holographic tests on the DSS-15 34 metre antenna. //Minally House 18-22 Regent street Shffield SI 4DA Englaand, sept. 1988.

67. Final report on K-band and X-band holographic tests on the DSS-63 70 metre antenna. //Minally House 18-22 Regent street Shffield SI 4DA Englaand, sept. 1987.

68. Мордухович П.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи. М.: Радио и связь, 1987.

69. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Книга первая. М.: Советское радио, 1969.

70. Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем. М.: Мир, 1989.

71. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989.

72. У опер Е. Астрономические наблюдения. М.: Мир, 1990.

73. Пинчук Е.А., Стоцкий А.А. Е1спользование методов радиоголографии для изучения отражающей поверхности антеннпеременного профиля. //XIV Всесоюзная радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. Ереван, АН АрмССР, 1982, 256.

74. Стоцкий A.A., Шиврис О.Н. Юстировка и установка антенны переменного профиля с помощью фазового компаратора. //Известия ГАО АН СССР, №185, 1970, 236-241.

75. Еудмен Дж. Введение в фурье-оптику. М.: Мир, 1970.

76. Есепкииа H.A., Петрунъкын Ю.В. К вопросу о настройке радиотелескопов с плоским отражателем. //Радиотехника и электроника, 10, №12, 1965, 2236-2240.

77. Глазман В.EL, Кисляков А.Г., Масалов И.В. Неподвижный радиотелескоп миллиметрового диапазона волн. //Известия вузов СССР. Радиофизика. 14, №5, 1971, 3.

78. Есепкииа H.A., Кайдановский Н.Л., Хайкин С.Э., Шиврис О.Н. Большой пулковский радиотелескоп. //Известия ГАО, 21, вып.5, №164, 1960, 3-26.

79. Корольков Д.В., Парийский Ю.Н., Шиврис О.Н. и др. Радиотелескоп РАТАН-600: Ввод в действие и исследование первой очереди. //Известия вузов СССР. Радиофизика. Т. 19, №11, 1976, 1581- 1593.

80. Пинчук Г.А. Формирование точной отражающей поверхности радиотелескопа РАТАН-600 автоколлимационным радиоголо-графическим методом. //Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н. Ст.Зеленчукская, САО АН СССР, 1984.

81. Курочкин А.П. Состояние и перспективы развития методов измерений внешних параметров антенн. В кн.: Антенны. Под ред. Пистолъкорса A.A. М.: Радио и связь, вып.30, 1982, 46 — 65.

82. Джиллеспи Э.С., Куммер В.Х. Антенные измерения. //ТИИЭР, 66, №4, 1978, 143-173.

83. Джонсон, Холлис, Экер. Определение диаграмм направленности антенн по результатам измерений в ближней зоне. //ТИИЭР, 61, N° 12, 1973, 5 37.

84. Joy Е.В., Leach W.M., Paris D.T. Basic theory of probe-compensated near-field measurements. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 26, №3, 1978, 373-378.

85. Leach W., Marc hall Jr., Paris D.T. Probe compensated near-field measurements on a cilinder. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 21, №4, 1973, 435 — 445.

86. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. Под ред. Цейтлина LI.M. М.: Радио и связь, 1985.

87. Цейтлин Н.М. Антенная техника и радиоастрономия. М.: Советское радио, 1976.

88. Турчин В.И. О вычислении полей в фазометрическом (радиого-лографическом) методе антенных измерений. //Известия вузов СССР. Радиофизика, 20, №7, 1977, 1071-1077.

89. Волыгерт А.Р. О фазовом центре антенн. //Радиотехника, 16, №3,1961,3-12.

90. Бородулин А.А. Определение фазового центра излучателя по методу наименьших квадратов. //Радиотехника, 13, №7, 1958, 67 — 70.

91. IEEE Test Procedure for Antennas. IEEE Trans. Ant. and Prop., 13, №3, 1965, 439-466.

92. Teichman M. Precision phase center measurements of horn antennas. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 18, №5, 1970, 689-690.

93. Рыжков E.B., Фрадин А.З. Измерения параметров антенно-фидерных устройств. М.: Связь, 1972.

94. Аникина В.В., Дмитреико Д.А. Метод измерения параметров зеркальных осесимметричных антенн по излучению "черного"лиска, расположенного в зоне Френеля. //Известия вузов СССР. Радиофизика, 16, N02, 1973, 262- 280.

95. Дмитренко Д.А., Романычев A.A., Цейтлин Н.М. Об измерении параметров антенн по радиоизлучению "черного" диска, расположенного в зоне Френеля. //Радиотехника и электроника, 14, .V-12. 1969, 2108 —2115.

96. Горбачев И. В. Радиоголографическая система для исследования и юстировки больших зеркальных антенн. //Труды ИПА РАН, вып.2, "Техника радиоинтерферометрии", 1997, 163 — 183.

97. Арутюнян Дж.С., Г еру ни П.М. Радиоголография и современные методы антенных измерений. Радио и акустическая голография, Л.: Наука, 1976, 85-98.

98. Рурчин В.И., Цейтлин Н.М. Амплифазометрический метод антенных измерений. //Радиотехника и электроника, 24, №12, 1979, 2381 -2413.

99. Арутюнян Дж.С. Г еру ни П.М. Применение радиоголографии в антенных измерениях. //Измерительная техника, вып.2, 1972.

100. Б ах р ах Л. Д., Реруни П.М., Курочкин А. П. и др. Оптическое моделирование диаграммы напрвленности антенн по радиоголограмме поля в раскрыве. Антенны, М.: Связь, вып. 14, 1972, 28-34.

101. Реруни П.М. Автоматический комплекс аппаратуры для аттестации СВЧ антенн. Метрология и измерительная техника, М.: Стандарты, вып.9, 1974, 16 18.

102. Б ax pax Л.Д., Кременецкий С. Д. и др. Методы измерений параметров излучающих систем в ближней зоне. Л.: Наука, 1985.

103. Бах pax Л. Д., Курочкин А. П. Об использовании оптических систем и метода радиоголографии для восстановления диаграмм направленности антенн СВЧ по измерениям поля в зоне Френеля. //ДАН СССР, 171, №6, 1966, 1309-1312.

104. Арутюнян Дж.С., Бахрах Л.Д., Дмитренко Д.А., Курочкин А.П., Цейтлин Н.М. Об определении диаграммы направленности антенны по источнику в зоне Френеля с использованием голографии и оптической обработки. //ДАН СССР, 201, вып.З, 1971, 580-582.

105. Турчин В. И., Цейтлин Н.М. К вопросу об измерении диаграммы напрвленности в зоне Френеля. //ДАН СССР, 205, вып.4, 1972, 820-823.

106. Белов Ю.И., Векслер Н.В., Короткое B.C. и др. Экспериментальное исследование характеристик направленности зеркальной антенны амплифазометрическим методом. //Радиотехника и электроника, .V."). 1981, 919-925.

107. Дмитренко Д.А., Турчин В.И., Фогель А.А. и др. Результаты исследования 7-м метровой антенны радиотелескопа фазометри-ческим методом. //Известия вузов, Радиофизика, 21, №5, 1978, 631 -637.

108. Голубчина O.A. Использование радиоизлучения Луны для радиоастрономической юстировки АПП. //Известия CAO, Астрофизические исследования, 12, 1980, 141 — 147.

109. Голубчина O.A., Зверев Ю.К., Стоцкий A.A., Ходжамухам-медов Н. Сравнение автоколлимационного и радиоастрономического методов юстировок Большого пулковского радиотелескопа. //Известия CAO, Астрофизические исследования, №5, 1973, 157- 165.

110. Гелъфрейх Г.Б., Голубчина O.A. Радиоастрономическая юстировка РАТАН-600. //Сообщения CAO АН СССР, вып.23, 1978, 521.

111. Гелъфрейх Г. Б., Голубчина O.A. Исследование и внедрение радиоастрономической юстировки Большого пулковского радиотелескопа. //Радиофизика, 16, №9, 1973, 1429 — 1433.

112. Стоцкий A.A., Шиврис О.Н. Юстировка и установка антенны переменного профиля с помощью фазового компаратора. //Известия ГАО АН СССР, №185, 1970, 236-241.

113. Стоцкий A.A., Стоцкая И.М., Пинчук Г.А. Юстировка радиотелескопа РАТАН-600 по искусственному спутнику Земли. //XIV Всесоюзная радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. Радиоастрономическая аппаратура, антенны и методы, Ереван, 1982, 254-255.

114. Гельфрейх Г.Б., Зверев Ю.К., Стоцкий А.А., Шиврис О.Н. Юстировка антенны переменного профиля. //Известия ГАО, No 188, 1972, 123-128.

115. Стоцкий А.А., Ходжамухаммедов Н. Способ юстировки антенны переменного профиля. Авторское свидетельсьво №315231. //Бюллетень изобретений и открытий, №28, 1971.

116. Боровик В.Я., Стоцкий А.А., Ходжамухаммедов Н. Автоколлимационный метод юстировки и контроля антенны переменного профиля. //Радиотехника и электроника, 15, №2, 1970, 257 — 262.

117. Стоцкий А.А., Ходжамухаммедов Н. Экспериментальное исследование автоколлимационного метода юстировки антенны переменного профиля. //Известия ГАО, №188, 1972, 129 — 138.

118. Калихевич Г.Н., Осина Т.Н., Пинчук Г.А., Стоцкий А.А. Автоколлимационная юстировка и исследование стабильности радиотелескопа РАТАН-600. //Известия С АО, Астрофизические исследования, 25, Л.: Наука, 1987, 143 — 167.

119. Жданов Л.Ф., Пинчук Г.A., Стоцкий A.A., Хайкин В.Б. С истема автомата ческой обработки радиоголографических измерений на радиотелескопе РАТАН —600. //XVII Всесоюзная радиоастроно-мическая конференция. Тезисы докладов, Ереван, 1985,29-30.

120. Стоцкий А.А. Измерение флуктуаций разности фаз сантиметровых радиоволн, распространяющихся в приземном слое атмосферы. //Радиотехника и электроника, 14, №9, 1969, 1547 — 1551.

121. Гошджанов М., Полтев А.К., Стон,кий А.А., Умарбаева Н.Д. Суточные и сезонные вариации интенсивности флуктуаций разности фаз радиоволн, распространяющихся в приземном слое атмосферы. //Известия АН Туркм.СССР, №3, 1969, 21 — 24.

122. Anderson A.P., Swingler D.N. Location of an irregularity in a microwave array by optical processing of its microwave hologram. /Electron Lett., 6, №18, 1970, 577-578.

123. Smith P. Measurement of the complete far field pattern of large antennas by radio star sources. //IEEE Trans. Ant. and Prop., 14, ЛИ, 1966, 6-16.

124. Романов Г.И., Синянский В.И., Треховицкий О.В., Хайкин В.В. Линейный ферритовый фазовращатель для получения радиотолографических изображений поверхности радиотелескопа по Н20 мазерам. //XVIII Всесоюзная конференция

125. Радиотелескопы и радиометры". //Тезисы докладов, Иркутск, 198(5, 49.

126. Khaihin V. The operative microwave holographic methods of the RATAN-600 radiotélescope adjustment. //Proceedings of XXI YERAC, Manchester, UK, 1988.

127. Gonsalves R.A. Phase retrieval from modulus data. //J. Opt. Soc. Am., 66, j\b9, 1976, 961 -964.

128. Saxton W.O. Computer techniques for image processing in electron microscopy. //Academic Press, New York, 1978.

129. Gerchberg R.W., Saxton W.O. Phase determination from image and diffraction plane pictures in the electron microscope. //Optik, 34, №3, 1971, 275-284.

130. EUder J., Lundahl E., Morris D. Test of phase-retrieval holography on Onsala 20 m radiotelescope. //Elect. Lett., 20, №17, 1984, 709-710.

131. Крайности В.Я., Синянский В.И., Стоцкий А. А. Восстановление фазы поля на апертуре радиотелескопа по распределению мощности в фокальном пятне и на апертуре. //XIV Всесоюзная радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов, Ереван, 1982, 246 -247.

132. Щуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. М.: Мир, 1982, 237.

133. Baars JAV.M, Hein Н., Morris О., Steppe Н. Phase retrieval radio-holography in the Fresnel region. //IEE Proc. Pt.H, 135, 1988, 61 -64.

134. Hills R., Lasenby A. Millimetre-wave metrology of The James Clerk Maxwell Telescope. //Proceedings of XI Estec antenna workshop on antenna measurements, Gotheburg, Sweden, june, 1988.

135. Bates R.H.T, Gar denier P.H., Eim СЛ., Ean D.G.H. Aperture distribution phase from a single radiation pattern measurement via Gershberg-Saxton algorithm. //Elect. Lett., №2, january, 1986, 113-115.

136. Fienap J.R. Phase retrieval algorithms: a comparision. //Applied optics, 21, №15, august, 1982, 2758-2769.

137. Misell D.L. Phys. D. //Applyed Physics. 6, 1973.

138. Cume D.J., Frieden B.R. On unfolding the autocorrelation function. //J. Opt. Soc. Am., 66, 1111A, 1976.

139. R.H.Bates, P.J .Napier. Inferring phase information from modulus information in two-dimensional aperture sinthesis. //Astron. Astrophys. Suppl., 15, 1974, 427-430.

140. Deighion H.V. Fiddy M.A., Scivier M.S. Solution of the two-dimentional phase retrieval problem. //Opt. Lett., 10, 1985, 250 — 251.

141. Arse паи It H.H., Shalasinska-Macucov iC. Fast iterative solution to exact equations for the two-dimensional phase-retrieval problem. //J. Opt. Soc. Am., 2, 1985, 46-50.

142. Levi A., Stark H. Image restoration by the method of generalized projections with application to restoration from magnitude. //. Opt. Soc. Am., 1, 1984, 932-943.

143. Горбатов Э.П., Калинин А.В., Кисляков Г.А., Попереченко Б.А. Радпоголографическая юстировка 64-метрового радиотелескопа

144. ТНД-1500 в Медвежьих Озерах. //XXVI радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов. С.-Петербург, 1995, 376 — 377.

145. Braccwell R. Radio astronomy Techniques.— //In.: S.F.Fliigge (ed.). Handbuch der Physik (En cyclipedia of Phys.), Bd.54. 1962, 41-129.

146. Kpciijc Д. Радиоастрономия. M.: Мир, 1973.

147. Системы радиосвязи. Под ред. Калашникова Н.И. М.: Радио и связь, 1988, 289-310.

148. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. М.: Советское радио, 1962, 831.

149. Боч,карее И.Г. Основы физики межзвездной среды. М.: 1990.

150. Бартнев В.А., Чернявский Г.М. Орбиты спутников связи. М.: Связь, 1978, 240.

151. Rowson В. High Resolution Observation with a Tracking Inter-ferometr. //Mon.Not. R.Astron.Soc., №125, 1963, 177-188.

152. Rochblatt D.J., Seidel B.L. Microwave Antenna Holography. //IEEE Trans, on Microwave Theory and Techniques, 40, №96, June 1992.

153. Генералова Ю.Е., Горбачев И.В., Ильичев Е.А., Стогщий А.А. Радиоголографическая юстировка 64-м радиотелескопа в Калязиие. //XXVII Радиоастрономическая конференция. Тезисы докладов, 3, С.-Петербург, 1998, 24 — 25.

154. Генералова ¡O.E., Горбачев И.В., Стоцкий A.A. Радиогологра-фпческие измерения на 64-метровом радиотелескопе ТНА-1500Ц в Калязине. Апрель 1997 г. //Отчет. С.-Петербург, ИПА РАН, 1997.

155. Генералова Ю.Е., Еорбачев И.В. Радиоголографическая система для юстировки больших радиотелескопов. Экспериментальные результаты. //Школа-семинар молодых радиоастрономов. Тезисы докладов. Пущино, АКЦ ФИ АН, 1998.

156. Беляиский П.В., Сергеев Б.Г. Управление наземными антеннами п радиотелескопами. М.: Советское радио, 1980.

157. С-ыровой С. С., ГЦегров И.J1. Программное обеспечение системы контроля и управления антенной системой ТНА-400~1. //Труды ИПА РАН, вып.2, "Техника радиоинтерферометрии", 1997.

158. Генералова Ю.Е., Еорбачев И.В., Стощий A.A. Радиоголо-графические измерения на 32-метровом радиотелескопе ТНА-400-1 в "Светлом" (Февраль, 1999 г.). //Отчет РГ-99-1, ИПА РАН, С.Петербург, 1999.

159. Васильев М.В., Красинский Е.А. Универсальная система программирования для эфемеридной и динамической астрономии. //Труды ИПА РАН, вып.1, "Техника радиоинтерферометрии", 1997, 228-248.