Акустооптические диаграммоформирующие устройства для много элементного солнечного радиотелескопа тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТОСУДАРСТВНШКЙ ОД ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи Мансырев Михаил Ибрагимович

УДК 621.373.826:534:520.27

АКУСТООПТНЧЕСКИЕ ДИАГРАИММОРИИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

для жогоэлементного СОЛНЕЧНОГО радиотелескопа

Специальность 01.04.03 -' радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учейой степени кандидата физико-математических наук

>

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургской государственном техническом университете. ~ :

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Н.А.Есепкина

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор Л.Д.Бахрах,-

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, П.А.Фридман.

Ведущая организация: Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Санкт-Петербургский филиал.

¡Защита состоится " " 1994 г. в часов на за-

седании специализированного совета К 063.38.11 в Санкт-Петербургском техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, • Политехническая 29, 2-й учебный корпус, ауд. ,285". Л. 5

С диссертацией можно ознакомится в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат-разослан -/3 мая 1994 г.

Ученый секретарь специализированного .

совета, кандидат физико-математических

наук С.В.Загрядский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Зависимость состояния межпланетной среде, магнитосферы и атмосферы Земли от солнечной активности обус-навливает необходимость систематических наблюдений солнечных явле-ту1 в различных диапазонах волн. Значительная информация о процессах, происходящих на Солнце, в частности, о механизме зарождения и развития активных областей, вспышек и всплесков поступает с его радиоизлучением. Поэтому понятен тот большой интерес, который проявляется к исследованию радиоизлучения Солнца.

Для исследования структуры и эволюции активных обр., ований на Солнце необходимы радиотелескопы, которые при высоком пространственном и временном разрешении позволяют проводить наблюдения в течение длительного времени (сопровождать Солнце) с возможностью получения результатов наблюдения в реальном масштабе времени, что необходимо не только для изучения динамики солнечной активности, но и для современного использования полученных данных на прогностических центрах.

Перечисленным требованиям не удовлетворяют крупные универсальные радиотелескопы, например, такие как VI.А, 0Ш0 и другие [1*,2*,3*], так как они либо эпизодически используются для наблюдения Солнца, либо не могут работать в режиме длительного сопровождения.

Хотя универсальные радиотелескопы и вносят значительный вклад в физику Солнца, для наблюдения Солнца создаются специальные крупные радиотелескопы - радиогелиографы, предназначенные только для солнечных наблюдений, которые наиболее полно удовлетворяют перечисленным требованиям. К таким радиотелескопам относятся, например, радиогелиограф в Кулгуре (Австралия) 14*1, новый радиогелиограф радиоастрономической обсерватории в Нобеяма (Япония) [5*], наиболее современно оснащенный инструмент. К таким инструментам относится и Сибирский солнечный радиотелескоп С6*,7*]. Все эти солнечные радиотелескопы представляют собой многозлемектнке корреляционные радиоинтерферометры различной конфигурации (кольцевой, крестообразный, Т-образный и др.) и должны иметь в сьоеи составе систему формирования радиоизображения Солнца, возможности которой в значительной степени определяют и возможности всего ичструмента в целом.

- г -

' До последнего времени системы формирования изображения выполнялись обычно на основе электронных фильтров [7* ] или цифровых устройств [5*]. В настоящее время, в связи с прогрессом в развитии оптоэлектроники появилась возможность создания новых акустоопти-ческих систем формирования радиоивобракения Солнца, в которых осу-щестйляется синтез многолучевых диаграмм направленности. Такие акуотооптические (АО) диаграммоформируклцие устройства значительно проще электронных и цифровых систем и позволяют легко адаптировать параметры радиотелескопа к условиям наблюдения.

Несмотря на большие потенциальные возможности, АО диаграммо-формирувдцие устройства ранее практически не использовались в радиоастрономии, и для их внедрения в практику радиоастрономических наблюдений необходимо было решить ряд задач, связанных как с разработкой принципов созданья таких устройств, так и с возможностью их использования в радиоприемных комплексах солнечных радиотелескопов. Поэтому тема диссертации, М.И.Мансырева, посвященная разработке и исследованию новых АО диаграш сформирующих устройств и их внедрению в практику радиоастрономических наблюдений, является актуальной.

Рассмотренные в диссертации АО диаграммоформирующие устройства разрабатывались применительно к Сибирскому солнечному радиотелескопу (ССРТ), однако они могут быть использованы для синтеза изображения Солнца и в других многоэлементных радиотелескопах, например в радиотелескопе РАТАН-600, в котором предполагается реализовать режим радиогелиографа с помощью разработанных автором АО устройств [В? 9*].

Цель работы состояла в разработке принципов создания АО диаг-раммоформирующих устройств для многоэлементных радиогелиографов, создании макета такого устройства и его использовании для наблюдения Солнца на Сибирском солнечном радиотелескопе.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Рааработать структуру адаптивного диаграмме/формирующего АО устройства, в • котором'управление параметрами осуществляется с помощью матричного ГЭС фотоприемника (ПЗС ФП) и ЭВМ.

2. Провести теоретический анализ работы АО диаграшоформирую-щих устройств, позволяющих осуществлять различные режимы работы ССРТ. ' -

3. Исследовать характеристики ССРТ с АО диаграммоформируюяшм устройством,

4. Разработать оптические схемы АО процессоров, позволяющих осуществлять аддитивный, корреляционный, а также совместный режимы работы СОРТ.

5. Разработать макет АО диаграммоформирующего устройства и опробовать его при наблюдениях Солнца на ССРГ.

На защиту выносится:

1. Принципы создания и методика расчета АО диаграммсформирую-щих устройств, позволяющих осуществлять аддитивный, кср^ляциокный и совместный режимы работы СОРТ.

2. Структура АО диаграммоформирующих устройств формирования изображения, выполненных на основе АО спектроанализатора и АО слектрокорреля тора.

3. Оптическая схема АО диаграммоформирующего устройства, позволяют,его осуществлять совместный режим работы ССРТ.

4. Результаты расчета диаграмм направленности ССРТ с АО диаг-раммоформируюшдми устройствами.

5. Результаты экспериментального исследования характеристик макета АО диаграммоформирующего устройства и его использования в составе приемного комплекса ССРТ.

6. Результаты наблюдения Солнца на ССРТ с помощью нового АО диаграммоформирующего устройства, показывающие, что использование разработанного устройства позволило значительно улучшить параметры ССРТ, в частности увеличить временное разрешение, и тем самым расширить наблюдательные возможности этого радиотелескопа.

Практическая ценность работы заключается в расширении наблюдательных возможностей и повышении эффективности Сибирского солнечного радиотелескопа за счет использования нового АО диагрзммо-формирующего устройства. Такое АО устройство, помимо существенного упрощения приемной системы ССРТ, позволило значительно повысить временное разрешение радиотелескопа и осуществлять адаптацию его параметров к условиям наблюдения.

Разработанные в диссертации АО устройства, выполненные на основе АО процессоров и ИЗО фотоприемников, могут быть использованы не только на ССРТ, но и на радиотелескопах других типов, а так«« в системах оптической обработки сигналов раэлстного назначения. В качестве примера в приложении 1 приведено крат;сое описание раера-

ботаикых автором малогабаритных АО анализаторов спектра радиосигналов с различными параметрами.

Научная новизна.

1. Впервые в радиоастрономии для наблюдения Солнца использовано АО диаграм.юформирувдее устройство, в котором для создания многолучевой диаграммы направленности используется пространственное разделение частотных каналов, соответствующих отдельным лучам диаграмш.

2. Разработана структура, алгоритм работы и методика расчета нового АО диаграм,¡сформирующего устройства для СОРТ, которое состоит из АО процессора, матричного ПЗС фотоприемника и управляющей ЗЗМ, и может быть использовано не только на СОРТ, но и на других многоэлементных радиотелескопах. Разработанное АО устройство позволяет осуществлять программным способом адаптацию характеристик радиотелескопа к условиям наблюдения за счет изменения параметров АО процессора.

3. Разработан и исследован новый способ корреляционной обработки сигналов СОРТ, основанный на использовании оптического процессора в виде АО спектрокоррелятора. Предложена схема АО процессора, позволяющего осуществить совместный (аддитивный и корреляционный) режим работы СОРТ.

4. Предложен способ повышения временного разрешения ССРТ с АО диаграммоформирующим устройством (для аддитивного режима работы ССРТ) за счет аналоговой обработки выходных сигналов ПЗС фотоприемника.

5. Разработан матет АО диаграммоформирующего устройства, на основе которого создан новый приемный комплекс ССРТ, позволивший существенно увеличить временное разрешение ССРТ и впервые в отечественной практике приступить к наблюдениям быстропеременных всплесков микроволнового излучения Солнца *).

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена в.течение 1S87 - 1993 гг. в рамках НИР, проводимых в Санкт-Петербургском государственном техническом университете в соответствии с координационными планами Научных советов Академии наук по

) В создании нового приемного комплекса и проведении наблюдений принимали участие сотрудники ШбГТУ и ИСЗФ СО РАН И.Й.Саенко.С.А. Ыолодяков, Т.А.Тресков, В.В.Грачнев, С.В.Лесовой, Л.Е.Качев и др.

проблемам "Радиоастрономия" и "Голография", межвузовскими научно-техническими программами "Оптические процессоры" и "Научное приборостроение", а также в рамках госбюджетных НИР,

Результаты работы использованы в Институте солнечно-земной физики СО РАН (ИСЗФ СО РАН) при создании нового приемного комплекса ССРТ, на крупнейшем радиотелескопе сантиметрового диапазона РА-ТАН-600 при создании нового широкополосного спектрального комплекса, а также в ряде учреждений Академии наук и отраслевых НИИ при разработке оптических систем обработки радиосигналов различного назначения.

Апробация работы. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1-171 и докладывались на 1 и И Всесоюзных конференциях по оптической обработке информации (г. Ленинград, 1988 г., г. Фрунзе, 1990 г.), на XXII Всесоюзной конференции "Радиотелескопы и интерферометры" (г. Ереван, 1990г.), на международной школе-семинаре "Acoustooptics: researches and development" (г. Ленинград, 1990 г.), на IV конференции "Приборы с зарядовой связью и системы на их основе" (г. Геленджик, 1992 г.), на международной конференции по оптической обработке информации (г. Санкт-Петербург, 1993), на XXIV Генеральной Ассамблее URSI (г. Киото, Япония, 1993), на XXV радиоастрономической конференции (г. Пущино, 1993 г.), на международном симпозиуме SPIE "Optical engineering in aerospace sensing", 4-8 апреля 1994 г. (г. Орландо, США) а также на научных семинарах Санкт-Петербургского государственного технического университета и Института солнечно-земной физики СО РАН.

' Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений, и списка литературы. Обший объем работы 189 стр., в том числе 102 стр. основного машинописного текста, 60 стр. рисунков, 8 таблиц, 10 стр. приложений и 12 стр. библиографии, содержащей 113 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности работы. Сформулированы цель, задачи, решаемые в диссертации, и поло»*нкн, выносимые на защиту. Кратко рассмотрено содержание диссертации.

Первая глава (Многоэлементные радиотелескопы для исследования радиоизлучения Солнца) является обзорной. В ней кратки р&у:ттреин крупнейшие радиогелиографы и особенности построения зитсншлх еда-

тем и систем формирования радиоизображения в таких инструментах.

Приведено более подробное описание Сибирского солнечного радиотелескопа. Рассмотрены основные режимы работы ССРТ: аддитивный, когда используется один из линейных радиоинтерферомегров (плеч), образующих крест и корреляционный, в котором формируется карандашная диаграмма направленности (ДН) всей крестообразной антенной системы. Показано, что принятый в ССРТ метод получения радиоизоб-ракения Солнца, основанный на использовании многолучевой ДН, требует создания многоканального по частоте диаграммоформирующего устройства. Для оптимальной работы ССРТ его диаграммоформирующее устройство должно иметь не менее 106 частотных каналов с переменными параметрами: полосой пропускания и частотным интервалом между соседними каналами. Приведены структура и возможности используемого в ССРТ ISO-канального фильтрового диаграммоформирующего устройства с фиксированными параметрами частотных каналов, отмечены его недостатки.

Рассмотрены возможности использования в ССРТ новых диаграммо-формирующих устройств, построенных на основе акустооптических процессоров с ПЗС фотоприемниками (ГОС !И1), управляемыми от ЭВМ. Показано, что АО диаграммоформирующие устройства (АОДУ) могут быть

рокоррелятора (АОСК) с двухканальным АО модулятором. Пространственное разделение частотных каналов в этих устройствах выполняется о помощью АО модулятора (АОМ) и ПЗС ФП. Формирование частотных каналов с изменяемыми параметрами осуществляется путем изменения числа объединяемых сигналов с соседних элементов ГОС фотоприемника.

Рассмотрены особенности формирования многолучевой карандашной ДН в корреляционном режиме при использовании диаграммоформирующих устройств на основе АОС и АОСК.

Вторая глава (Теоретический анализ работы акустооптического диаграммоформирующего устройства) посвящена анализу работы АО диаграммоформирующих устройств построенных на базе спектр.', диализатора и спектрокоррелятора.

Получены выражения для интенсивности дифрагированного света в выходной плоскости АО процессоров с учетом распределения интенсивности радиоизлучения Солнца, ДН СОРТ и энергетической аппапратной функции АО процессора. Выбран алгоритм обработки интерферограммы в выходной плоскости АОСК, регистрируемой матричным ПЗС Ш.

На основании полученных выражений рассмотрено формирование частотных каналов АОДУ с изменяемыми параметрами с учетом функции пространственной чувствительности элементов ПЗС ФП R(f-J-L) . Показано, что формы частотных характеристик отдельных каналов АОС и АОСК идентичны. Получено выражение для частотной характеристики отдельного канала АО диаграммоформирующего устройства, которое имеет вид: l-jM -

H"(f)= z S K^RCH-y^ .

J L«(j-i)Mt1 —

где h(i)- энергетическая аппаратная функция AO процессора, f- частота сигнала, i - номер элемента в строке ПЗС ФП, М - число объединяемых элементов ПЗС ФП, составляющих один канал, j - номер частотного канала, ft - частота, соответствующая центру L -го элемента фотоприемника.

Определены выражения для ДН СОРТ в аддитивном и корреляционном режимах с учетом характеристик АО диаграммойюрмируюшего устройства.

Обсуждаются возможности реализации совместного режима работы ССРТ, в котором' наблюдения проводятся параллельно отдельными линейными интерферометрами и всей крестообразной системой в целом.

- в -

Предложена схема АО процессора, на базе которого может быть создано диаграшоформирующее устройстш, реализующее совместный режим. Это дает возможность проводить непрерывное сопровождение Солнца (аддитивный режим) и периодически получать двумерные карты его радиоизлучения (корреляционный режим).

Третья глава (Характеристики ССРТ с акустооптическим диаграм-моформируюлим устройством) посвящена теоретическому исследованию диаграммы направленности ССРТ с АО диаграммоформирующим устройством.

Здесь проведено исследование частотных характеристик отдельного канала с учетом функции пространственной чувствительности реального П5С Ш при различном числе объединяемых элементов фотоприемника.

ПроЕеден расчет форш частотной характеристики отдельного канала АОДУ для различных соотношений ширины функции пространственной чувствительности элемента ЮС ®1 и аппаратной функции АО процессора. Результаты проведенного расчета позволили выбрать параметры АО процессора, обеспечивающие высокую прямоугольность частотных характеристик отдельных каналов при допустимой неравномерности в полосе пропускания. Приведена оценка избирательности АОДУ для соседних каналов.

Проведен расчет сечений ДН ССРТ с АОДУ для аддитивного и корреляционного режимов с учетом формы частотных характеристик отдельных каналов и углочастотной зависимости положения ДН при азимутах ОГ 90°. Расчет проведен для идеальных (прямоугольных) частотных характеристик и реальных частотных характеристик, формируемых АО диаграммоформирувщим устройством. Показано, что уширение ДН для реальных частотных характеристик составляет не более 1,5% по сравнению со случаем идеальной характеристики.

Определены необходимые пределы изменения числа объединяемых элементов ШС ФП, составляющих один канал, для аддитивного и корреляционного режимов с учетом траектории движения Солнца в течение дня для летнего, зимнего солнцестояния и равноденствия.:

. Четвертая глава (Экспериментальное исследование акустоопти-ческих диаграммоформирующих устройств) посвящена рассмотрению разработанных АО процессоров (спектроанализатора и спектрокоррелято-ра) для АО диаграшоформирущего устройства и результатов акспери-

ментального исследования их характеристик в лабораторных условиях.

Разработка макетов проводилась с учетом необходимости их использования совместно со штатным СВЧ приемником ССРТ, который имеет четырехканальный выход по промежуточной частоте с полосой каждого канала 28 МГц и центральной частотой 70 МГц. Исходя из этих условий был проведен выбор элементов АО процессоров.

Спектроаиализатор был выполнен.на основе одноканального АО модулятора со звукопроводом из кристалла Те02 , а спектрокорреля-тор - на основе двухканального АОМ из того же материала с расстоянием ыеаду каналами d - б мм. При выбранных параметрах процессора это соответствовало периоду интерференционной картины в выходной плоскости 48 мкм, равному удвоенному периоду расположения элементов ШС фотоприемника, что необходимо для предложенного алгоритма обработки выходного сигнала ПЗС ФП.

Центральная частота обоих макетов составляла 70 МГц, полоса частот - 28 МГц, а разрешающая способность - 0.1 МГц. Это позволило реализовать дискрет изменения полосы отдельного частотного канала и частотного интервала мевду соседними каналами, равный 0,1 МГц, и при изменении числа объединяемых элементов М в Т13С ФП в пределах от 2 до 10, осуществлять необходимую адаптацию параметров ССРТ к условиям наблюдения.

В главе приведены результаты измерения частотных характеристик отдельных спектральных каналов АОДУ при различных М, которые хорошо совпадают о расчетными характеристиками, полученными в главе 3. Приведены также результаты экспериментального исследования влияния параметров АО спектрокоррелятора на выходной сигнал частотного канала, что позволило сформулировать требования к точности расположения оптических элементов и идентичности характеристик пространственных каналов АО модулятора.

Рассмотрены особенности автоматизированного комплекса на основе системы КАМАК и ЭВМ типа IBM PC/AT, созданного для исследования характеристик АО процессоров.

В пятой главе (Использование акустооптического диаграммофор-мирующего устройства на ССРТ) рассмотрена работа АО диаграммофор-мирущего устройства на Сазе АОС в составе приемного комплекса j ССРТ. В ней приводятся результаты наблюдения Солнца на атом радиотелескопе с помощью АОДУ. Пробные наблюдения с АО устройством про-

водились, начиная с 1987 г. В настоящее время АО устройство используется при проведения регулярных наблюдений Солнца.

В главе рассмотрена структура приемного комплекса ССРТ с АОДУ, приведена его амплитудная и частотная характеристики. Показана возможность устранения неравномерности коэффициента усиления отдельных частотных каналов АОДУ за счет специальной калибровки ло шумовому сигналу. Приведен алгоритм обработки выходных отсчетов ПЗС фотоприемника для получения двух параметров Стокса: интенсивности (I) и циркулярно поляризованной составляющей (V) принимаемого радиоизлучения Солнца. Приведены результаты одновременного наблюдения Солнца с помощью АО и фильтрового диаграммоформирующего устройств, которые показали их полное соответствие.

Для примера на рис.2 показаны кривые прохождения Солнца (в одном частотном канале), полученные на ССРТ с помощью АО устройства для параметров Стокса 1 и V. На кривых отмечены локальные источники (ЛИ), наиболее сильный из которых ШЦ) имеет большую циркулярно поляризованную составляющую.

Проведенные исследования показали, что применение АО диаграммоформирующего устройства позволило значительно увеличить временное разрешение ССРТ, доведя его до десятков миллисекунд и приступить к наблюдениям тонкой временной структуры всплесков в радиоизлучении Солнца, что является одним ив существенных достоинств нового АО устройства.

В главе рассмотрены пути дальнейшего развития АО диаграммо-формирующих устройств, в частности рассмотрены возможности увеличения временного разрешения.

В заключении приведены основные результаты работы.

В приложении 1 кратко рассмотрены АО анализаторы спектра АОС-1 и А0С-2 с полосами анализа 55 и 500 МГц соответственно, которые разработаны на основе АО процессора АОДУ, используемого на ССРТ. Спектроанализатор А0С-1 выполнен на основе АО модулятора со а ву¡»проводом из кристалла Те02 и имеет частотное разрешение 130 кГц, а число частотных каналов N - 1000. Спектроанализатор АОС-2 выполнен на основе АО модулятора со звукопроводом из кристалла LiNb03 и имеет частотное разрешение 1 МГц при таком же числе частотных каналов. В диссертации приводятся результаты использования аначизатора АОС-1 в спектральном комплексе радиотелескопа РА-'ГАН-ООО при наблюдениях линии излучения водяного пара.

VI

№

ЛН,

5)

-Диск Солнца-

зцззт з^

Рис.2. Кривые прохождения Солнца для двух ' параметров Стокса: интенсивности I (а) и циркулярно поляризованной компоненты V (б) принимаемого радиоизлучения Солнца.

В приложения 2 проведен расчет влияния параметров АО процессора спектрокоррелятора на выходной сигнал отдельного частотного канала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана структура, алгоритм работы и методика расчета новых АО диаграммоформирующих устройств для Сибирского солнечного радиотелескопа, в которых формирование многолучевой диаграммы направленности осуществляется за счет частотного разделения каналов в АО процессоре. Разработанные диаграммоформирующие устройства на основе АО процессоров в виде спектроанализатора и спектрокоррелятора позволяют осуществлять аддитивный и корреляционный режимы работы ССРТ и адаптировать его характеристики к условиям наблюдения. Такие АО устройства могут быть использованы и на других многоэлементных радиотелескопах для формирования радиоизображения Солнца.

2. Разработан и исследован новый способ корреляционной обработки сигналов в ССРТ. Он основан на использовании АО спектрокоррелятора, имеющего два пространственных канала, на которые поступают сигналы от двух плеч ССРТ. Разработана оптическая схема АО спектрокоррелятора, сформулированы требования к точности установки его элементов и идентичности пространственных каналов.

3. Предложена схема АО процессора, позволяющая осуществлять совместный (аддитивный и корреляционный) режим работы ССРТ.

4. Получены соотношения для расчета частотной характеристики отдельного канала АО диаграммоформирующих устройств, выполненных на основе АО спектроанализатора и АО спектрокоррелятора. Показано, что в обоих случаях вид частотной характеристики определяется аппаратной функцией АО процессора и функцией пространственной чувствительности элементов ПЗС фотоприемника. Проведенные исследования показали, что программное управление ШС фотоприемником позволяет получать частотные характеристики каналов с заданными параметрами: центральной частотой и полосой пропускания и адаптировать характеристики радиотелескопа к условиям наблюдения Солнца.

5. Определены диаграммы направленности ССРТ о учетом частотной характеристики отдельного канала АО диаграммоформирующего устройства. Показано, что при правильном выборе параметров АО диаграммоформирующего устройства, его использование приводит к незна-

чительному расширению диаграммы направленности СОРТ (1,5%) по сравнению со случаем прямоугольной частотной характеристики отдельного канала.

6. Раэработаа и экспериментально исследован в составе действующего приемного комплекса ССРТ макет дмаграммоформирующего устройства на основе АО -СПеквроанализатора с программно управляемыми параметрами. Проведенные исследования показали, что АО устройство, помимо существенного упрощений ЧТрйеййоА системы ССРТ, позволило улучшить его параметры и тем самый ра<5йфйМ> наблюдательные возможности радиотелескопа.

7. Впервые в радиоастрономии для формирбв'аЯйя радиоизображения Солнца использовано АО диаграммоформируйцее устройство. Использование такого устройства на ССРТ позволило существенно увеличить временное разрешение радиотелескопа, доведя его до десятков миллисекунд, и впервые в отечественной практике приступить к наблюдениям тонкой временной структуры быстропеременных всплесков микроволнового излучения Солнца (спайков). Полученные результаты подтвердили эффективность предложенных решенйй и перспективность использования разработанных АО диаграммоформирующих устройств в радиоас трономии.

8. Разработанные в диссертации АО процессоры могут быть использованы также для создания АО спектроанапизаторов для радиоастрономии. В качестве примера в приложении i кратко рассмотрены характеристики созданных макетов АО спектроанализаторов и приведены результаты использования одного из них для наблюдений линий излучения водяного пара на радиотелескопе PATAH-60Ö.

В заключение автор считает своим долгом выразить Глубокую признательность своему научному руководителю, профессору Н.А.Есеп-киной, sa оказанную всестороннюю помощь при выполнении работы. Автор благодарен сотрудникам СПбГТУ И.И.Саенко, С.А.Молодякову, С.К.Круглову, А.П.Лаврову, а также сотрудникам ИСЗФ РАН Т.А.Трес-кову, В.В.Гречневу, В.Г.Занданову, С.В.Лесовому, Л.Е.Качеву и CAO РАН И.В.Госачинскому, А.С.Морозову, Г.Н.Ильину ва содействие в выполнении работы и участие в обсуждении ее результатов.

По теме диссертации опубликованы 17 работ: 1. Есепкина H.A., Мансырев М.И.. Молодякон С.А., Саенго И.И. Опто-

электронные устройства обработки радиосигналов с многоканальными акустооптическими модуляторами // Пространственно-временные модуляторы света для оптической обработки информации: сб. статей / Ленинград.-ЛИ®.- 1987.- С.73-79.

2. Гречнев В.В, Мансирев М.И., Саенко И.И., и др. Макет акусто-оптоэлектронного приемного устройства ССРТ // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца.- М. : Наука.-

1988.-вьш.83.- С.167 - 177.

3. Есепкина H.A., Мансырев М.И., Молодяков С.А., Саенко И.И. Оптико-электронная диаграммоформирующая система для- Сибирского солнечного радиотелескопа//Тез. докл. 1 Всесоюзной конференции по оптической обработке информации, ч.1. - Ленинград.-1988.-С.128.

4. Саенко И.И., Комар В.Я., Мансырев М.И., Молодяков С.А. Частотные характеристики акустооптического приемника сигналов солнечного радиоинтерферометра // Известия вузов. Приборостроение.-

1989,- T.XXXII, Nl.-C.75 - 79.

5. Гречнев В.В, Есепкина H.A., Занданов В.Г., Мансырев М.И. и др. Исследование макета акустооптоэлектронного приемника на Сибирском солнечном радиотелескопе // Письма в ЖТФ.- 1988,- Т.14.-вып.7.- С.581 - 585.

6. Есепкина H.A., Мансырев М.И. и др. Обработка сигналов радиогелиографа в акустооптоэлектронной системе // II Всесоюзная конференция по оптической обработке информации.- 24-26 мая 1990.-Тез. докл.- Фрунзе.- Илин.-1990.- С.124.

7. Esepkina N.A., Saenko 1.1., Mansurov M.I. Acoustooptic spectrocorrelator for beamforming on cross - shaped correlation radioheliograph.-Proc. of School-seminar "Acoustooptics: Researches and Developments".- Leningrad.- June 27 - July 1, 1990.-P. 405 - 410.

8. Есепкина H.A., Мансырев М.И. Саенко И.И. Акустооптический спектрокоррелятор для радиогелиографа // Известия вузов СССР. Радиоэлектроника 1990.- N.8.- С.91 - 95.

9. Есепкина H.A., Круглов С.К., Мансырев М.И. и др. Применение ФПЗС в оптоэлектронной системе обработки радиоизображения Солнца на Сибирском солнечном радиотелескопе // Приборы с зарядовой связью и системы на их основе.-Тез. докл. IV конференции с меж-дунар. участием,- Геленджик.- 27 сент.-2 окт.1992.-М.-1992.-С.136.

10. Алтынцев А.Т., Гречнев В.В., Есепкина Н.А., Мансырев М.И. и др. Наблюдения всплесков микроволнового излучения Солнца на Сибирском солнечном радиотелескопе с 50-миллисекундным разрешением. -Препринт РАН СО ИСЗФ N11-92. Иркутск.- 1992.-12с.

11. Есепкина Н.А., Кваша М.Ю., Мансырев М.И. и др. Исследование характеристик спектрометра для радиоастрономии на основе ин-тегральнооптнческого анализатора спектра.- Препринт САО РАН N 78 СПб.- С.-Петербург.- 1092.- 15 с.

12. А.с. 1629871 СССР, МКИ G01R23/17. Оптикоэлектронный модуляционный спектрометр / Есепкина Н.А. , Мансырев М.И., Молодпков С.А.- Опубл. 1991.- бгалл. N7.

13. Саенко И.И., Мансырев М.И. Влияние многоэлементного фотоприемника на разрешение сигналов в акустооптическом спектроанализа-торе // Труды ЛПИ. Квантовая электроника.- сб. научн. трудов N422.- 1987.- С.97- 104.

14. Есепкина Н.А., Мансырев М.И. и др. Оптозлектронная система для обработки сигналов корреляционного интерферометра.- тез» докл. XXII Всесоюзной конференции "Радиотелескопы и интерферометры"." 15 - 18 мая 1990.- Ереван.- С.74.

15. Esepkina N.A., Grechnev V.V., Mansyrev M.I., Molodyakov S.A., Saenko I.I. Acoustooptic image processing system for multielement radioheliograph // XXIV URSI General Assembly.-Japan.- Kyoto.- Aug.25-Sept.2, 1993.- Abstracts.- p.472.

16. Esepkina N.A., S.I.Ivanov, S.K.Kruglov, M,I.Mansyrev, et. al. Wideband acoustooptic spectroradiometer for radioastrono-mical recearches // Proc. SPIE.-1993.- V.2051.- P.694-698.

17. Grechnev V.V., Esepkina N.A., Mansyrev M.1., et. al. Adaptive acoustooptic image processing system for multielement radio-heliogTaph // Proc. SPIE.-1993.- V.2051.- P.699-704.

Цитируемая литература

1"* Нальер П.Д., Томпсон А.Р., Зкерс Р.Д. Большая антенная решетка: конструкция и характеристики современного радиотелескопа апер-турного синтееа//ТИИЭР.-1983.-Т.71, N11.-С.78-110.

2* Bregman I.D. Netherlands foundation for radioastronomy.-1980.-.i Report No. 330. '

3* G.R.Hurford, D.E.Qary. Solar microwave spectroscopy with the Owens Valley Solar array // Bulletin of the American Astrorioml-

- 16 -

cal Society.- 1990.- V.22, N2.- P.808-809. Шеридан К., Лэврам H., Пэйтен У. Трехчастотный радиогелиограф в Калгуре//ТИИЭР.-1973.-Т.61, N 9.-С.190-198. 5* H.Nakajima, et. al. A new radio heliograph at Nobeyama // NRO

Technical: Report N 28.- 1990.- P. 1021- 1023. 6* Г.Я.Смольков, Т.А.Тресков, Б.Б.Криссинель, Н.Н.Потапов. Основные проектные данные Сибирского солнечного радиотелескопа // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца.-1933.-вып.64.-С.1ЭО-147.

7*" Смольков Г. Я. Крестообразная система апертурного синтеза //

Изв. вузов. Радиофизика.- 1983.- Т.26, N1.- С.1403 - 1419. 8* Хайкин С.Э., Кайдановский Н.Л., Парийский Ю.Н., Есепкина H.A. Радиотелескоп РАТАН-600//Л.: Изв. ГАО в Пулкове.-1972, N188.-С.3-12.

V

9Г Гельфрейх Г.В., Опейкина Л.В. Моделирование работы РАТАН-600 в режиме радиогелиографа.- Препринт САО РАН N96.- Нижний Архыз.-1992,- 32 с.

Подписано к печаш, С6- 05.9У. тираж 100 экз.».

Заказ 22^, Бесплатно

Отпечатано на ротапринте СПбГТУ

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул.

£9