Исследование возможностей создания "предельного"радиометра дециметрового (18-21 см) диапазонарадиоинтерферометрнческого комплекса КВАЗАРЫ тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ АСТРОНОМИИ

Р Г Б ОД

На правах рукописи

I 3 шн 1336

Ипатова Ирина Александровна

Исследование возмогкпостей создания "предельного" радиометра дециметрового (18-21 см) диапазона радиоинтерферометрического комплекса КВАЗАР

специальность 01.03.02 - Астрофизика, радиоастрономия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ч

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Институте прикладной астрономии Российской Академщ! наук (г. Санкт-Петербург)

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук А. М. Финкельштейн Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Н. Е. Кольцов кандидат физико-математических наук Б. 3. Каневский

Ведущее предприятие Государственный астрономический институт им. Штернберга

Защита состоится " -3 " и~1-ОК Я^- 1996 г. в часов на заседании диссертационного совета Д-200.06.01 при Институте прикладной астрономии по адресу: 197042, Санкт-Петербург, Ждановская наб., 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института прикладной астрономии РАН.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просив направлять по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан ". Сыуи^ЛЛ^6 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д. ф.-м. наук А. Т. Байкова

Общая характеристика работы

Работа отражает результаты исследования возможностей сннже-нг-1 шумовой температуры радиометров дециметрового диапазона, применяемых для астрофизических и астрометрических РСДБ-наблюдений.

В результате работы разработан, создан и исследован "предельный" по чувствительности радиометр диапазона 18-21 см, который будет использоваться как в астрофизических, так и астрометрических исследованиях в качестве штатного радиометра радиоинтерферометриче-ской сети "Квазар".

Актуальность темы

Эффективность радиоастрономических исследований зависит не только от размеров радиотелескопов, но в значительной степени и от качества используемых технических средств - качества антенн и приемной аппаратуры. Одной из важнейших,оценок качества системы радиотелескоп-радиометр является чувствительность (увеличение чувствительности вдвое эквивалентно уменьшению времени наблюдения вчетверо). Кроме того, наблюдения с более высокой чувствительностью позволяют не только повысить точность определения координат в интерферометрии, но и обнаруживать и исследовать новые классы объектов.

В диапазоне дециметровых и более коротких волн, вплоть до малых сантиметров, с уменьшением длины золны шумовая температура радиометра играет все большую роль в чувствительности радиотелескопа.

Поэтому задача исследования методов повышения чувствительности радиометров и совершенствования научно-методических пришшиоп их конструирования является актуальной. Минимальная шумовая температура системы радиотелескоп-радиометр в диапазоне 21-18 см со

ставляет 15-18 К, дальнейшее ее снижение принципиально невозможно из-за на; 1чия шумов Метагалактики и агмосферы Земли. Этими шумами (/рад.< ¡\) определяется предельная чувствительность радиометра. Создание криоэлектронного радиометра "предельной" чувствительности позволило бы не только сократить время наблюдения и значительно расширить список наблюдаемых объектов, но и повысить качество получаемой информации (т. е. улучшить отношение сигнал/шум, а это повышает точность измерения независимых отсчетов при восстановлении распределения яркости по объекту из полученного изображения).

Цель работы

Целями диссертационной работы являются:

• развитие методов минимизации шумовой температуры криоэлек-тронных устройств;

• исследование возможностей построения радиометров предельной чувствительности в дециметровом диапазоне длин волн;

• разработка и конструирование радиометра предельной чувствительности для наблюдения линий нейтрального водорода и гидро-

;ила;

• проведение всестороннего исследования разработанного радиометра и выработка рекомендаций к его использованию в составе радиоингерферометрического комплекса КВАЗАР.

Научная новизна работы

В процессе исследования методов снижения шумовой температуры радиометров получены следующие новые результаты: I. Разработан алгоритм минимизации шумовой температуры, который

по толп ч реа лизовать "предельный" радиометр для исследования ли-

ний нейтрального водорода и гидроксила в широкой полосе частот П380-1720 МГц).

2. Предложен метод охлаждения входных трактов и малошумящих усилителей (МШУ), позволяющий исключить "тепловые мосты". На его основе разработан и исследован криоблок оригинальной конструкции, единый для двух каналов МШУ и входных трактов.

3. Предложен способ построения и конструирования входного поляризационного тракта с использованием охлажденной системы крестообразных диполей с симметрирующими устройствами.

4. Разработан и исследован двухканальный "предельный" радиометр на волны 21 и 18 см с испол. зованием транзисторов с высокой подвижностью электронов (НЕМТ транзисторов) в первых каскадах усиления, охлаждаемый микрокриогенной системой замкнутого цикла охлаждения нового поколения, позволяющей охладить два криостага от одной компрессорной установки.

Практическая ценность

Практические результаты работы, направленной на создание методической и алгоритмической базы повышения чувствительности радиоастрономической аппаратуры можно сформулировать в следующих положениях:

1. Разработан и исследовач двухканальный радиометр на волны 21 и 18 см для РСДБ с использованием на входе криогенных транзисторных усилителей, позволяющий проводить исследование спектра радиоизлучения в полосе 340 МГц. Шумовая температура радиометра, приведенная ко входу (на фланце рупора) составляет не более 15 К.

2. Разработан, сконструирован и исследован криоблок для двух каналоп радиометра оригинальной конструкции, позволяющей размести п> и

нем и охладить, с учетом уровня хладопроизводительности МКС, помимо * 1ШУ почти все элементы входного тракта.

3. Впервые в отечественной практике в радиометрах дециметрового диапазона для приема круговых поляризаций, во входном круглом волноводе применена охлаждаемая дипольная система, что позволило значительно снизить ее вклад в шумовую температуру входа радиометра.

4. Разработано и сконструировано компактное симметрирующее устройство (СУ), доступное по своим габаритам и весу размещению на самой "холодной" ступени охлаждения МКС; оно, обеспечивая симметричную запитку диполей, одновременно является устройством согласования диполя с усилительным элементом.

5. Исследованы и внедрены в промышленность разработанные вновь малогабаритные развязывающие устройства, обеспечивающие заданные параметры при охлаждении до температур водородного уровня.

Результаты выполненных научных исследований и разработоь

реализованы при проведении следующих работ:

1. В НПО "Сатурн" при проведении ОКР "Эсминец" по изготовленик радиометров;

2. В войсковой части 26315 при выполнении НИР "Риастра" по тем« "Исследование фундаментальных проблем координатно-временногс обеспечения видов Вооруженных Сил;

3. В военном представительстве 1803 ВП МО при разработке комплекс. "КВАЗАР".

На защиту выносятся следующие основные результаты

работы

1. Алгоритм минимизации шумовой температуры радиометра, позволяющий реализовать "предельный" радиометр в дециметровом диапазоне;

2. Метод охлажден..я входных трактов и МШУ, позволяющий исключить "тепловые" мосты, на основе которого разработан криоблок, единый для двух каналов МШУ и входных трактов;

3. Двухканальный "предельный" радиометр на волны 21 и 18 см с использованием НЕМТ транзисторов в первых каскадах усиления, охлаждаемый микрокриогенной системой замкнутого цикла охлаждения нового поколения;

4. Метод построения и конструирование входного поляризационного тракта с использованием охлажденной системы крестообразных диполей с симметрирующими устройствами.

Апробация результатов работы

Результаты работы апробированы на конференциях: XIV, XXI Всесоюзных конференциях "Радиоастрономическая аппаратура, антенны и методы", 1982, 1989, г. Ереван; URSI/IAU Symposium on VLB1 Technology, 1993, Kyoto, Japan; Российская астрометрическая конференции, 1993, г. С.-Петербург; 2nd EVN/JIVE Symposium, Torun, Poland, October 21-25, 1994; 5th International Symposium on Recent Advances in Microwave Technology, Kiev, Ukraine, September 11-16 1995; XXVI Радиоастрономической конференции, С. Петербург 18 22 сентября 1995 и семинарах Института прикладной астрономии РАН и Специальной астрофизической обсерватории РАН.

Публикации и вклад автора

Основное содержание диссертации изложено в 11-ти печатных, работах, эскизном проекте комплекса "КВАЗАР" и 3-х отчетах о НИР [115].

В указанных работах автору принадлежат:

• во всех работах - непосредственное участие в разработке, исследовании и внедрении приемных устройств диапазонов 18-21 см;

• в работе [1] - разработка, настройка к испытание гетеродина для радиометра, проведение наблюдений с разработанным гетеродином;

• в работах [2, 3] - расчеты применения схемы с пилот-сигнадом в радиометрии и опробование та'сой схемы построения радиометра в наблюдениях локальных источников солнечного радиоизлучения;

• в работах [4-6, 8, 11] - постановка задачи, разработка, создание и исследование ма. шумящего приемного устройства и радиометра в р.елом для диапазона 18-21 см;

• в работах [7, 9, 12] - постановка задачи, проведение теоретических расчетов и экспериментальных работ;

<• в работах [10, 13-15] - непосредственное участие в разработках метода охлаждения радиотехнических устройств и опытной эксплуатации микрокриогенных систем.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 153 страницах, включает $ таблиц, 40 рисунков и библиографию из 66 наименований.

Содержание работы

Во введении сформулированы цель работы, ее актуальность, научная новизна и практическая значимость работы. Кратко изложено содержание и результаты, выносимые на защиту.

Глава 1. Основные требования к предельному радиометру

В первой главе диссертации сформулировано определение "предельного" радиометра. Мы называем радиометр предельным, если его вклад в общие шумы (в полосе принимаемых частот 15% от /о) меньше минимальной шумовой температуры антенны, расположенной на поверхности Земли. Обосновывается, что для наблюдений слабых радиоисточников (наиболее интересных для астрофизики и пригодных для формирования высокоточных систем координат в астрометрии) возможно на настоящем уровне развития техники использование радиотелескопов, чувствительность которых определяется на поверхности Земли, в основном, шумовой температурой неба, а не параметрами аппаратуры. Обычно, шумовая температура антенны на поверхности Земли в диапазонах 18 и 21 см составляет 15-20 К для наблюдений р направлении от зенита до горизонта, что очень близко к шумовой температуре неба. Поэтому снижение шумовой температуры системы "радиотелс-скоп-радиометр" можно проводить только за счет сведения к минимуму шумовой температуры приемника и фидерного тракта.

В современном радиометре для достижения гысокой чуве:'»цельности используются малошумящие усилители (МШУ) и входные [раю * ■ с малыми потерями, а также применяется их охлаждение с использованием различных методов. Тщательный анализ покаэыпаег, что для днометрических приложений наиболее приемлемым оказывается охлаждение с помощью микрокриогеииых систем (МКС) *лмки\ к»о пипи

Обычно это двухступенчатые машины, обеспечивающие хладопроизво-дителыюеть 2-5 Ватт при температуре 15-18 К. Они работают с низкой скоростью, так что износ к вибрации невелики, а их производительность при определенных условиях позволяет охладить не только МШУ, но и значительную часть входных трактов. Количество охлаждаемых элементов входного тракта зависит от величины притока тепла в систему (за уменьшение теплопригоков приходится расплачиваться дополнительными потерями во входной сигнальной линии) и ее теплоемкости, и все это должно соответствовать хладопроизводительностн МКС.

Шумовая температура радиометра складывается из теплового излучения пассивных и активных элементов (эта часть зависит от физической температуры элемента) я дробовых шумов активных элементов. Основным каскадом, определяющим шумовую температуру, является первый каскад у; пл.чшя. Но при использовании охлаждаемых усилителей на НЕМТ-ах (собственная шумовая температура усилителя 2-3 К) с коэффициентом усиления 30 дБ, основной вклад в шумовую температуру буд> г вносить уже входные тракты. Только с уменьшением шумов усилителя снижение шумов входного тракта на входе приемника имеет большое значение. Разработанный в данной работе алгоритм минимизации шумовой температуры радиометра (рис. 1) предполагает определение и учет всех составляющих шумовой температуры, их минимизацию и, с этой точки зрения, поиск способа компоновки входного поляризационного тракта с возможностью его охлаждения. На этом основывается выбор схемы построения входного тракта и выбор элементов его составляющих. Такой выбор предусматривает расчеты и конструирование криостата с учетом размеров и веса элементов и размещаемых в нем узлов, учет производительности холодильной машины. Учитывается

Исходные данные: Диапазон, полоса принимаемых частот, чувствительность р/т

Распределение коэффициента усиления. Структурная схема.

Расчет шумовой температуры:

„ ААР>> 1ШУУ-1)\

Рис. 1. Алгоритм минимизации шумовой температуры

возможность наиболее глубокого охлаждения каждого элемента так, чтобы егс влияние на чувствительность охлаждаемого МШУ было минимальным.

Основные выводы по изложенному в этой главе материалу заключаются в следующем:

1. Для создания приемных систем высокой чувствительности необходимо применить охлаждение МШУ до температуры 15-20 К.

2. Для охлаждения наиболее перспективно применение МКС замкнутого цикла охлаждения, обладающих небольшими вибрациями и хладо-производнтельностыо 2-5 Вт.

3.Для снижения шумовой температуры системы необходимо охладить не только МШУ, но и входные тракты; существенный эффект дости-гаегся при полном их охлаждении. Поэтому выбору способа построения и схемы входного устройства радиомэтра (входного тракта и первых каскадов усиления) должно уделяться особое внимание, учитывая ограниченную производительность МКС и вклад входного тракта в шумовую температуру системы.

Глава 2. Приемное устройство радиометра дециметрового

диапазона

Во второй главе рассматривается принципиальная схема "предельного" радиометра дециметрового диапазона (рис. 2).

Диапазоны 21 и 18 см являются рабочими диапазонами приемного комплекса наблюдательного пункта шперферометрической сети. Относительно большая длина волны (по сравнению с сантиметровым диапазоном), и, как следствие этого, большие габаритные размеры отдельных входных элементов радиометра вызывают трудности их глубокого охлаждения. Поэтому решение построения входного тракта (схема, ком-

Блок ГШ

От

геизоатора рз

импульсов

а

Блок приемный криостатируемыЯ 300 К Блок пригынай торчостатируеиый

Рис. 2. Структурная схема входного тракта и приемника 18-21 см

-«;-В-тпка |

ГШ калибров:«

Л 'точно 'та60 ГШ компенсации

тока

----ж---

поновка) данного диапазона существенно отличаются от принятых в трактах радиометров в более коротковолновом диапазоне.

В качестве охлаждаемых МШУ применены транзисторные усилители, специально разработанные для охлаждения с помощью микрокриогенных сйстем замкнутого цикла. Их преимущество в этом диапазоне перед другими типами МШУ: высокая надежность и стабильность работы, удобство в эксплуатации при достаточно низких собственных шумах. Именно поэтому в 1988 г., когда началась разработка данного радиометра, было принято решение об использовании МШУ на полевых транзисторах, рассматривая в перспективе их замену на НЕМТ-ы.

Чтобы реализовать потенциально высокую чувствительность МШУ в процессе наблюдения не только в режиме интерферометриче-ской сети, но и в режиме одиночного телескола, предложена схема построения "предельного" радиометра с "пилот-сигналом". В режиме ин-терферометрической сети предполагается корреляционный способ обработки сигналов, а в режиме работы одиночного телескопа и для измерений и исследования параметров антенны - модуляционный. Следует от-, мстить - схема построения радиометров такова, что смена режимов работы происходит без каких-либо изменений во входном тракте.

Рабочий диапазон линий гидроксила и нейтрального водорода находится в пределах частот 1380-1720 МГц. Такая полоса пропускания приемника характерна для координатных измерений, а также при исследованиях характера поляризации.

Кроме того, реализация рабочей полосы входного тракта и МШУ более 300 МГц с коэффициентом усиления порядка 30 дБ позволяет осуществить прием в диапазоне 21 и 18 см с одним облучателем и создать единую конструкцию входного тракта для одновременного наблюдения п диапазоне линий нейтрального водорода и гидроксила.

Поскольку приемник должен измерять поляризацию принимаемого излучения, то он выполнен в виде двухканалъной системы.

Применение широкополосного приемника на антенной системе ТНА-400-1 экономит место в фокальной кабине параболоида и допустимо с точки зрения радиоклимата на всех наблюдательных пунктах комплекса "Квазар" (на две волны устанавливается лишь один облучатель). Кроме того, такое решение построения единого входного МШУ позволит уменьшить расходы криогенных материалов и упростить эксплуатацию криогенной техники.

Выбор общей структурной схемы радиометра зависит от характера научных задач, решаемых с помощью радиотелескопа (астрофизические и астрометрические РСДБ наблюдения в диапазоне частот 13801720 МГц) с одной стороны, возможностью применения достижений микроэлектроники в этой полосе частот и минимизации шумовой температуры системы радиотелескоп-радн<}метр с другой стороны.

В этой части работы показано, что на современном уровне развития техники "предельный" радиометр может быть реализован с использованием транзисторных МШУ в дециметровом диапазоне длин волк. При этом надо отметить, что транзисторные МШУ являются наиболее применяемыми в радиоастрономии н в других диапазонах, т. к. они имеют самые высокие эксплуатационные характеристики.

Другой отличительной особенностью нашего случая является применение радиометра, в основном, в режиме РСДБ наблюдений, что предопределило использование схемы построения радиометра с "чистым" входом (со входа исключен модулятор).

Глава 3. Входной тракт радиометра диапазона 18-21 см

Данный дециметровый диапазон позволяет компоновать входной тракт, используя как коаксиальный вход, так и волноводами. В этом случае тщательное рассмотрение обоих вариантов позволило реализовать заданную полосу входного тракта с наименьшими потерями сигнала, предусматривая его охлаждение. В третьей главе работы рассматривается структура и состав, метод построения и компоновки входного тракта радиометра. Для обеспечения требований как астрофизических так и астрометрических наблюдательных программ, входной тракт состоит из:

• круглого волновода с ответвителем для подачи на вход радиометра сигналов фазовой и амплитудной калибровок, причем с точки зрения чувствительности этот элемент не должен вносить сколь-нибудь заметных потерь в соединительные'лишш;

• поляризатора, устройства ориентированного в диаметральной плоскости круглого волновода под определенным углом к горизонту и осуществляющего 90-градусный сдвиг фаз в награвлении ' распространения поступающих на его вход волн правой и левой круговых поляризаций с равными амплитудами, одна из которых опережает другую на четверть длины волны; для противоположно ориентированных волн с круговой поляризацией на выходе поляризатора будут две ортогонально ориентированные плоские волны;

• разделителя или анализатора поляризаций, выделяющего сигнал каждой поляризации;

« согласующих устройств - элементов, позволяющих согласовать выход рупора со входом усилительного устройства.

Следуя алгоритму построения "предельного" радиометра, предложен способ разделения принимаемых круговых поляризаций, опирающийся на использование элементов с малыми конструктивными размерами в этом частотном диапазоне (система крестообразных диполей возбуждаемая "щелью", симметрирующие устройства, развязывающие приборы и т. д.) и позволяющий скомпоновать входной тракт так, что почти все его элементы доступны для размещения в криостате. Охлаждаемые элементы размещаются на разных ступенях охладителя МКС с учетом ее ограниченной хладопроизводительности и массы элементов (чем больше масса элементов, тем больше времени требуется для выхода системы на режим), условий согласования во всей полосе принимаемых частот и обеспечения минимальных потерь в соединительных линиях.

Разделитель поляризации представлен крестообразной системой полуволновых симметричных вибраторов (диполей). Т. к. вибратор представляет собой проводник, открытый на концах, то он рассматривается как "открытый" колебательный контур, резонансная частота которого определяется индуктивностью L и емкость С вибратора, а ширина полосы Д/- отношением L/C, зависящих от его геометрических размеров. Длина-вибраторов определяется требованием к его диаграмме направленности. При одинаковой длине / вибратор большего диаметра D имеет и большую полосу пропускания. Для улучшения' диапазонных свойств и обеспечения механической прочности в нашем случае диаметр сечения вибраторов определяется из соотношения D /1- 1/7,5.

Малошумящие усилители в приемчике имеют несимметричный коаксиальный вход. Непосредственное подсоединение коаксиальной линии к диполю недопустимо, т. к. это приводит к несимметричному в ;-буждению плеч вибратора и возбуждению наружной поверхности оболочки коаксиальной линии. Утечка тока на наружную оболочку коак-

спальной линии вызывает значительные потери и искажение диаграммы направленности диполя. Переходное симметрирующее устройство соединения коаксиального входа усилителя с симметричным вибратором, обеспечивая симметричное возбуждение вибратора, является одновременно устройством согласования этих линий.

При прохождении сигнала от рупора до малошумящего усилителя (и наоборот) электромагнитная волна проходит по различным типам передающих линий: коаксиальная; различные виды двухпроводной линии; линия, обеспечивающая переход от коаксиальной к двухпроводной; волноводная; волноводная с диэлектрической неоднородностью. В этой главе приводятся конструктивные особенности этих линий, расчет и условия их согласования.

Глава 4. Высокочастотная часть радиометра дециметрового

диапазона

В четвертой главе рассматриваются требования, которые необходимо выполнить для получения предельных параметров транзисторных . усилителей. Выбор режима работы транзисторного усилителя производится с учетом получения минимальных шумов для первого каскада и наибольшего усиления для других. Применение высокодобротных линий, специальных материалов и малогабаритных вентилей для криогенных температур, возможность подстройки волнового сопротивления и специальная конструкция переходов между усилителем и вентилем позволили получить усилитель в дециметровом диапазоне с шумами около 3 К.

В данной главе описывается конструкция криостата, позволяющая разместить в нем и охладить до водородного уровня два канала МШУ с соответствующими элементами входного тракта. Реализован метод ох-

лаждения, позволяющий исключить "тепловые" мосты в результате решения проблемы теплопритоков.

Исследованы радиотехнические параметры основных элементов охлаждаемого приемного блока и неохлаждаемых каскадов разработанного радиометра. На их основании выполнены расчеты шумовой температуры всего радиометра. Приведенные в таблице расчеты показывают, что основными элементами, ответственными за шумовую температуру радиометра, являются активный элемент МШУ и входной тракт, показана доля вклада каждого элемента входного тракта при охлаждении. Особенно четко прослеживается роль этого вклада при переходе от охлаждаемых малошумящих усилителей на полевых транзисторах (см. табл., вариант 1) к усилителям на НЕМТ транзисторах (табл., вариант 2), работающих при тех же физических температурах, но имеющих меньшие собственные шумы активного усилительного элемента. Рассматривая вариант использования НЕМТ транзисторов в качестве МШУ, мы вплотную подошли к возможности снижения собственных шумов усилителя и четко проследили роль снижения шумов входного тракта. Расчеты показали, реализованная шумовая температура каждого канала радиометра на базе полевых транзисторов не превышает 15 К, с МШУ на НЕМТ- транзисторах - 10 К.

Глава 5. Исследование характеристик радиометра и измерение его основных параметров

В пятой главе рассмотрены методы измерения радиофизических и радиометрических параметров "предельного" радиометра. Разработанный и изготовленный радиометр был всесторонне исследован в лабораторных условиях. Определены коэффициент усиления по мощности, его неравномерность в рабочей полосе частот, динамический диапазон и

Криоблок —

У4- Вх. Диполь Жест.

пласт. с гермо- + жест. СУ Вентиль ТРУ Вентиль коакси- Вых. Вых.

этветви- ввод коакси- ал разъем каскады

телем ал

1 2 3 4 . 5 6 7 8 9 10

Физическая 294 290 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 80 294

темп. К

Ослабление, 0,03 0,2 0.4 0,3 о-п 0,3 0,13 0,07

дБ

Коэфф. 0,993 0,955 0,912 0,933 500 0,933 0,9705 0,984

передачи

1 вариант: МИГУ с ГЕТ

Шумовая температура на входе, К 14,8 12,7 10,76 10,5 9,92 8,37 760

Шумовой вклад.К 2,1 2,0 0,3 0,6 1,6 7,0 0,02 1,16

II вариант: МШУ с НЕМТ

Шумовая температура на входе, К 9,9 7,82 5,84 5,38 4,3 3,37 760

Шумовой вклад,К 2,1 2,0 0,5 1,15 0,85 2,0 0,02 1,16

для пассивных элементов: Тт=(Ц-\)Т$ю+1лТ\пм', для активных элементов: 7цп=7шмшу+7шн-1

Таблица. Шумовые температуры радиометра

фазовые характеристики устройства, измерены шумовые параметры МШУ и радиометра.

Проведенные исследования "предельного" радиометра в течение двухнедельной непрерывной работы в радиометрическом режиме с использованием эталонной "холодной" нагрузки в качестве антенного эквивалента показывают его высокие эксплуатационные характеристики и соответствие шумовых температур приемника, измеренных радиотехническими методами, измеренной реальной чувствительности. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с расчетными, приведенными в главе 4 и подтверждают высокую эффективность предложенных теоретических положений.

В заключении диссертации суммируются основные результаты, полученные в работе, и делается общий вывод о том, что в дециметровом диапазоне практически реализован двухканальный "предельный" радиометр, пригодный как для наблюдения спектральных линий, так и в сплошном спектре; как в составе РСДБ сети, так и в режиме одиночного телескопа.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ипатова И. А., Богод В. М. Твердотельный гетеродин для радиометра. Астрофизические исследования. Известия САО. N 8. 1974 г.

2. Егтдырев С. И., Ипатов А. В., Ипатова И. А., Петерова Н. Г. О тонкой структуре локального источника солнечного радиоизлучения. Письма-в АЖ. Т.2. N 8., 1978 г., с. 467-470.

3. Богод В. М., Ипатова И. А., Со; ель В. И. Солнечный радпополя,,л-метр с пилот-сигналом. - Тезисы докладов XIV конференции "Радио-

астрономическая аппаратура, антенны и методы", Ереван, 1982. -Ереван, 1982. - с..

4. Ипатов А. В., Ипатова И. А., Степанов И. А., Яременко А. В. Крио-электронный малошумящий радиометр диапазона 21-18 см. - Тезисы докладов XXI конференции "Радиоастрономическая аппаратура, антенны и методы", Ереван 1989. - Ереван, 1989. - с.

5. Радиоинтерферометрический комплекс "КВАЗАР-КВО". Высокочувствительный приемный СВЧ-комплекс: Эскизный проект. /ИПА РАН; -ИЕЛГЭ.01.003.01.02.02 Г13. -Ленинград, 1988.- 161 с.

6. Ipatov А. V., Ipatova I. A., Mardyshkin V. V. Cryogenic cooled radiometers for QUASAR network. In VLBI Technology: Progress and Future Observational Possibilities (eds. SasaoT., ManabeS., KameyaO., Inoue M.), Terra Scientific Publishing Company, Tokyo, 1994 - p. 200204.

7. Исследование возможностей создания сверхмалОшумящих высокочувствительных криорадиометров диапазона длин волн 21 см, 13 см, 6 см, 3,5 см, 1,35 см ("Риастра"): Отчет о НИР - ИПА РАН; - инв. N 44.- 1992.-95 с.

8. Ipatova I., Ipatov A., Mardyshkin V. - Cryogenic cooled radiometers for the QUASAR network. URS/IAU Symposium on VLBI technology, Abstract, September 6-11, 1993, Kyoto, Japan.-Kyoto, 1993.-p. 24.

9. Выбор оптимальной схемы радиометра, разработка отдельных блоков и узлов для создания сверхмалощумящих высокочувстви'. ельных криорадиометров диапазонов длин волн 21см, 13 см, 6 см, 3,5 см, 1,35 см ("Риастра"): Отчет о НИР - ИПА РАН; - инв. N 51. - 1993. -51 с.

10.'patovA., Ipatova I., Ivanov D., KutuzovA., MikhailovA., Mardyshkin V. A New S/X-band Receiver for the Simeis VLBI Station. -

Proc. 2nd EVN/JIVE Symposium Torun October 21, 1994. - Torun,. -p. 113-116.

П.Ипатова И. А. Методы построения радиометров предельной чувствительности дециметрового диапазона. Тезисы докладов XXVI Радиоастрономической конференции, С.-Петербург, 18-25 сентября 1995 г., с. 350-351.

12. Разработка и исследование макетного образца комплекса сверхмало-шумящего высокочувствительного радиометра дециметрового и сантиметрового диапазона длин волн ("Риастра"): Отчет о НИР - ИПА РАН; - инв. N 53. - 1994. - 45 с.

1 З.Абакумов JT. Г., Абрамяь Л. Э., Баранов Е. Д., Громов А. В., Ипа-тов А. В., Ипатова И. А. Гелиевый микрорефрижератор-микроожн-житель для крностатирования приемных устройств при температуре 4,5 К. - Тезисы докладов XXVI Радиоастрономической конференции, С.-Петербург 18-22 сентября 1995. - С.-Петербург. - 1995. - с. 352354.

14.Радиометры для РСДБ станции в Шанхае. ИпаговА. В., Ипатова И. А., Иванов Д. В., Мардышкин В. В., Михайлов А. Г. - Тезисы докладов XXVI Радиоастрономической конференции, С.-Петербург 18-22 сентября 1995. - С. Петербург. - 1995. - с. 348-349.

15.The Simeiz VLBI station: a applied experience of the S/X-band receiver system. Tsvetkov L. I., Nesterov N. S., Pozdnjakov M. M., Miro-nov-M. A., Strepka 1. D., Baranov N. V., Ipatov A. V., Ipatova I. A., lva-nov D. V., Kutuzov A. S., Mardyshkin V. V. and Mikhailov A. G. Proceedings of 5th International Symposium On Recent Advances In Micio-wave Technology, Kiev, Ukraine, September 11-16, 1995. - Kiev, 1995. p. 654-657.