Приемные устройства радиоспектрометров дециметрового диапазона волн для наблюдений на РАТАН-600 тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.03 ВАК РФ

' российская академия наук

специальная астрофизическая обсерватория

На правах рукописи

венгер алексей петрович

УДК 5г3.1С4.32

приемные устройства радиоспектрометров дециметрового диапазона волн.для наблвдений на' ратан-600

(01.03.02 - астро^тга п радаэастроноипа )

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-мотоматичпских наук

Санкт-ПетерАург 1993

Работа выполнена в Специальной астрофчзической обсерватории Российской Академии наук.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук

И.ВЛ'осачинский.

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук

H.A. Сселкина , профессор

кандидат физико-математических наук А.Б.Берлин, ведущий научный сотрудник

Ведущая организация - Физический институт им.П.К.Лебедева, •

РАН.

Защита состоится 'Об" апреля I99Î? г. в 1Q часов на заседании специализированного совета Д 003.35.01 при Специальной астрофизической обсерватории РАН (357147, Ставропольский край, пос.Нижний Архыз, CAO).

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря специализированного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке CAO РАН.

Автореферат разослан "01 " Н&рТЛ 1995fr.

Ученый секретарь специализированного .

совета кандидат физ,-мат.наук ¿¿к*/ Е.К.Майоров»

1. Общая характеристика работы

1.1 Актуальность работы

Спектральной анализ космического излучения дает больаой научный материал для современной астрофизики. К настоящему времена в космическом радиоизлучении обнаружены сотни спектральных линий различных химических соединений от простейших атомов до органических молокул. Так, только в диапазоне частот от 1 до 2 ГГц обнаружено более 20 радиолинии. Судя по темпам открытий, есть основания полагать, что их количество значительно возрастет в блнжвйшие годы.

Наблюдения радиолиний позволяют получать впжнейшузэ информацию об окружающей нас Вселенной - о физических условиях и динамике горячих и холодных масс, химическом и изотопном составе межзвездной среда, о газовой структуре галактик, о пространственном распределении дискретных источников радиоизлучения, о физико-химических процессах в космосе, о различных типах монохроматического излучения и т. д.

Радиоастрономические методы спектральных исследований существенно дополняют наблюдения в других диапазонах электромагнитного спектра, благодаря чему удалось решить много проблем астрофизики и сформулировать новые интеросные задачи.

Эффективность спектральных измерений существенно зависит от используемой техники и методики наблюдений. Дело в том, что сигналы космических радиолиний , в большинстве случаев, имеют крайне низкую интенсивность излучения, заключенную в относительно узкой полосе частот. Поэтому необходима предельно высокая чувствительность приемного комплекса. Дпл ео достижотгая используются различимо методы*, созданы янтсин с большой аффективной площадью, увеличение преыопи впкопло

шя сигнале, уменьшение собственных т^лов системы.

В серндкнэ семидесятых годов был иущэн в эксплуатацию радиотелескоп РДТАК-600, являыцийся многопрофильным инструментом и обладяшдй: комплексом параметров, которые выделяют его из существукцях радиотелескопов. Высокая чувствительность к м&локонтрастнкм деталям пространственного распределения радиоизлучения, многочастотность в сантиметровом и дециметровом диапазонах волн определи, ш ряд приоритетных задач по исследованию источников радиоизлучения. Для наиболее полной реализации возможностей РА"АК-600 при спектральных исследованиях, необходимо было оснастить его высокоэффективной приемной и регистрирущей аппаратурой.

1.2 Цель работы.

Для более полного использования параметров РАТАН-600 при радиоспектроскопии межзвездной среды баш поставлены следущио основные задачи.

1. Разработка и внедрение малошумящей спектральной приемной аппаратуры дециметровых волн. Обеспечение работы на всех основных частотах спектральных линий в диапазоне от

18 до 21 см.

2. Разработка, исследование и внедрение мотодов спектральных измерений, позволяющих реализовать максимальные чувствительность к информативность наблюдений на ралиотелес-копе РАТАН-600.

3. Исследование и внедрение в качестве малошумящего входного усилителя СВЧ усилителя на полевш транзисторах, охлаждаемого до температуры нидкого азота.

4. Исследование параметров радиотелескопа РАТАК-600 в д&цкметроном диапазона волн.

5. Проведение наблюдений спектральных линий нейтраль

ного водорода Н1. межзвездного глдроксила ОН на радиотелескопе РАТАН-ОСО с применением программно-управляемого спектрометрического комплекса.

1.3 Новизна работы, ее научная и практическая значимость.

1. Разработан, исследован и внедпея ряд малошумящих приемных устройств на волны 21 и 10 см с использованием на входе криогенных усилителей СВЧ различных типов.

2..Разработано, исследовано и внедрено в практику радиоастрономических ыаблвдений на рэдиотэлооколе РАТАН-600 многоканальное приемное устройство дециметрового диапазона волн, позволяющее проводить исследования спектра радиоизлучения в полосе 400 МГц.

3. Разработан и внедрен ряд входных СВЧ элементов с малыми потерями, а полненных на р-1-п диода? на волны 21 и 18 см.

4. Разработан, исследован и впервые применен в црак-тике спектральных наблвщегай модуляционный ре:</,м с шумовым пилот-сигналом (1ШС). Это позволило более чем в 1.5 рази уменьшить шумовую температуру приетшика по сравнению с обычным модуляционным методом двойного срвекения.

5. Впервые в СССР исследован и внедрэн в практику радиоастрономических наблюдений охлавдаемый до температуры жидкого азота входной усилитель СВЧ на нолевых транзисторах. В "о использование, в сочетании с модифицированным модуляционным режимом с шумовым пилот-сигналом, позволило стоить суммарнуи температуру приемной системы бо.теэ чем в 2 рпзо.

6. Иссле^ванп п. ряметры северного соктора РАТАИ-№0 на волне 21 см. Получены рабочиэ параметры питшпш в ^тон диапазоне.

7. Впорпые в результата разработки и внедрения про-

грамм(Iо-упрагляемого сп&ктромэтрического комплекса и эффек- . тивннх методов спектральных измэрэний на радиотелескопе РАТАН-6С0 получен новый астрофкнггескпй набляугательный материал в линиях нейтрального водорода, межзвездного хидрок-евла и других по целому ряду галактических и внегалактических об'ектов.

1.4 Личпый вклад автора.

1. Непосредственное участие в разработке, исследовании и внедрении всех приемных устройств радиоспектрометров дециметрового диапазона волн на радиотелескопе РАТАН-вОО.'

2. Участие в разработка методики проведения спектральных наблюдений. Исследование и внедрениэ модифицированного модуляционного режима с шумовым пилот-сигналом.

3. Разработка и исследование различных СВЧ приборов для приемных устройств.

4. Участие в исследованиях охлаждаемых СВЧ усилителей на половых транзисторах.

5. Участие в исследованиях параметров северного сектора РАТАН- 600 в диапазоне 21 см.

6. Непосредственное участие в первых циклах спектральных наблюдений на радиотелескопе РАТАК-600.

1.5 Основные результаты работы, выносимые нэ защиту.

1.Создание многоканального приемного устройства для радиоастрономических исследований. ШумоЕгш температура на фьатщв рупора этого устройства составляет 25 к, что в три раза меньше, чем у приемного устройства первого поколения, установленного на ратач-6с0.

Р. Впедрезио в практику спектральных исследований на РАТАН-600 модифицированного режима с шумовым пилот-сигналом.

Это позволило более, чем в 1.5 раза понизить собственные шумы приемного тракта по сравнению с обычшм модуляционным режимом.

3. Исследование я внедрение охлавдаемых усилителей СВЧ на полевых транзисторах, позволившее существенно улучшить технические параметры приемной аппаратуры радиоспектрометра..

4. Разработка и внедрение отдельных СВЧ приборов на р-1-n диодах с малыми потерями.

5. Исследование параметров северного сектора радио.)-лескопа РАТАН-600 на волне 21 см.

6. Новые астрофизические данные, полученные при наблюдениях в радиолиниях HI и ОН.

1.6 Апробация работы.

Представленная диссертация отрвжает содержание 21 научной публикации. Основные результаты докладывались на всесоюзных и международных конференциях и совещаниях*, на 8, 11,14,2. всосошных радиоастрономических конференциях по аппаратуре, внтеннам и методам (Пущипо - 1975 г., Ереван -1978, 1982, 1SS5, 1989 гг., Ашхабад - 1991 г., Киев -iWi'.), на третьем советско-финском симпозиума по рпдиопс^юномии (Турку 1989 г.), па собрании совета по проблеме "Рндаояст)«-иомия" (ст. Зеленчукская - 1990 г.).

Содерже зе работа.

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Во введении раскрыта актуальность, сформулированы цоли работы и основные результата, которые выносятся е пжцит\'.

Первая глава посвящена обсуждению требопяиий к приемник устройствам радиосноктромгтроп. Современный рпдиоспиктроиотр представляет собой сочетание приемного уст|юЯетп>1. анализа

тора спектра и системы сбора и управления. В зависимости от решаемой астрофизической задачи к нему могут предъявляться различные требования. С момэнта возникновения радиоастрономии проблема сос;данил приемной аппаратуры связана, в первую очередь, о получением предельной чувствительности к стабильности параметров. При спектральных исследованиях реализация высокой чувствкггелькости возмоаша только за счет уменьшения шумовой темпрхзатуры системы и увеличения времени накопления. При наблюдениях нз радиотелескопах с неподвижной диаграммой направленности время накопления жестко связано со временем пребывании исследуемого объекта в дит-рамме антенны. В этом случае проблема реализации высокой чувствительности шкет быть рвшона применением входных малошумящих усилителей и предельно возмолгным снижением потерь в высокочастотном -грек-то приэмилка. в сочетании с приемлемой методикой наблюдений. Н.ч практике считается достаточной величина шумовой температуры преемника, равная половине шумов, попадашцих на вход со сто{юны антенны.

Достижение высокой чувствительности жестко связано с требованиями ст билъности параметров радиоспектрометра. Величина ложного сигнала, обусловленная нестабильностью аппаратам, должна быть меньше флуктуационной чувствительности за время наблщдония. Отсвда задаются основные требования к нос-тбильнссти параметров.

Практически все приемные устройстве для спектральных исследований в доцимет^ювом диапазоне волн построены по су-ппрготороджтной схеме.- Это вызвано тем, что анализаторы спектра работают в основном на более низких частотах, в относительно узких полосах и, как правило, не имект возможности оперативной, перестройки. Исходя из решаемой астрофизической задачи и. соответственно, используе.мого анализатора, иаклэднвяхтс-я определенные требования на величину частотной нест!.бил7,кости гетеродина и его перестройки.

- э -

Во второй глава рассютрэны вопросы методического обеспечения спектральных взблвдешй! в дециметровом диапазоне на радиотелескопе РАТАН-600.

В первом поколении радиоспектрометров па волны 21 и 18см использовался модуляционный режим двойного сравнения Этот рэиэт, разработанный в отделе радиоастрономии ГАО АН (Н.Ф.Рнжков и др.), достаточно хорошо показал себя в реальных условиях наблюдений. Приводится краткое описание этой методики.

Ео втором и третьем поколениях радиоспектрометров использован модифицированный "одуляциснный рехим двойного сравнения с шуковш.1 тшп-сигнэлом [71. Это было названо следующими причинами: ♦ .Стремление уменьшать избыточнее туда во входном приемном тракте. 2.Желание освободиться от СЗЧ модулятора, который, помимо дополнительных шумов, является источником интерференционного паразитного сигнала, что особенно ваяно при спектральных наблюдениях. З.Необходтоюсть расширения входной рабочей полосы приемнике, для болов полного использования возможностей малопумящих транзисторных усилителей. 4.Упрощение эксплуатации приемного стройства.Отпадает необходимость в наличии "холодного" эквивалента, параметры которого надо поддерживать постоянно р достаточно высокой точностью.

Основным отличием от классического модуляционного режима является способ организации по"упериода "эквивалент" при помощи впрыска шумового сигнала во входной тракт и модуляции коэффициента передачи приемника по промежуточной частоте. При атом отпадает необходимость в наличии входного СВЧ модулятора. Приводится анализ работы данного метода и расчет основных соотношений кожду глубиной модуляции ( ш ), величиной переходного затухания направлпннот отввтвитоля ( п ) п знл-чоггаем спектральной плотности шумов гмтрптора пяиот-сигна -ла (Тги). Получены точные пнпчопия птих ноличин для конкретно

используемого генератора шума:

и = (тги/^)1/а. п = Т0(Т,+ ТпрГ1(Тги/Тв)1^

здесь: Та - шумовая температура антенны, атмосферы, земли и неба, Т - шумовая температура приемника, То - шумовая температура согласованной нагрузки в цепи направленного ответви-теля.

Приведень формула методического проигрыша данного метода относительно традиционного модуляционного режима с идеальным перэшжчатэлэм на входе (прямые потери равны нулю, звпирзнга Ь =» со). Величина этого проигрыша для приемного устройства дециметрового диапазона менее 3 К.

Использование модифицированного режима с ШП.С позволило снизить шумовую температуру приемника примерно на 50% и расширить рабочий диапазон частот. В настоящее время этот режим осьовной при наблюдениях на всех спектральных приемниках.

Третья глава посвящена рассмотрении конкретных схем приемных устройств и СВЧ узлов дециметрового диапазона волн, разработанных дл« радиотелескопа РАТАН-600.

Приемник первого поколения на волну 21 см был выполнен по классической модуляционной схеме, работающей в квзззнулевом режиме 11.3]. В качестве облучателя применен рупор с золно-воцно коаксиальным переходом. За ним следует феррит-длодный модулятор и двойной направленный отвотвитель (ДНО), через который в основной тракт вводятся служебные сигналы. Шумовые сигналы для балансировки и калибровки заводились через рупор и ДНО.Управление работой модулятора производилось подачей модулирующего напряжения частотой 25 Гц на диодный выключатель. В качестве эквивалента использована, охлаэденнзя жидким азотом. согласованная нагрузка. Использование внутреннего эквивалента рызвачо тем, «то при наблвдениях линии нейтрального водородэ (КГ) нет возможности применения в качестве эквива-

лента "рупор в небо" из-за налитая излучения KI. практически, во всех областях неба. В качестве входного мэлошумяцего усилителя использованы два каскада невырожденных параметрических усилителя (ДОПУ), охлааденных до те лерятуры жидкого азота, с обидам коэффициентом усиления 28 дБ в полосе 24 МГц. Шумовая температура ДОПУ составила 42 К. Потребляемая мощность накачки от генератора на диоде Ганнэ составила ~i-5 мВт. Смеситель выполнен на туннельных дисдах. В качестве гетеродина использован фазостзбилизировашшй к-шстронвый генератор с выходной мощностью 15 мВт (Т.Н.Егорова и др.). Предварительный усилитель промежуточной частоты (ГОТГ1) выполнен по каскодной схем« и имеет усиления 25 дб в рабочей полосе 10 МГц- Шумовая температура смесителя вместе с ПУЛЧ составила 800 К. Усилитель промежуточной частоты выполнен по стандартной схема и имеет усиление 33 дБ в рабочей полосе. Гчммарная шугювая температура приемного тракта на фланце рупора составила 85 + 5 К.

По такой же схеме, что и приемник на 21 см, был раз работая и Енедрен в эксплуатацию' приемник на волну 18 см. В отжчие от предыдущего, он имел меньшие потери во вводном тракте (на 0.2 дБ) и однокэскаднмй параме рический уси.гситоль. (шумовая температура 35 К, усиление 16 дБ). Суммарная шумовая температура составила 80 ± 5 К [41.

Специально для данного диапазона волн разработан ряд СВЧ узлов на p-1-n диодах: <1»ррит-диодрчй модулятор, блок калибровки л подшумлквания, о такжо переключатели и аттенюаторы 121. Все они имеют высокие технические и эксплуатационные характеристики.

Первый приемник второго поколопия па волну ?1 см (установлен веспой 1982 года) был выполнен по попой схеме Сб). Впервые в спектральных наблюдениях применен модифицированный модуляционный режим с И1ПС. Пхоплой тракт состоял из рупорного Облучателя, во-гчорпдип - кпшссиялыюп» перанода. направленного отвотр-ятмя и отрезка кппиг.ип.пыюА личин ) под

ьодводящей•рнтединй сигнал ко входному усилители СВЧ. Шумовая температура входного тракта составила 21 К. Шумовой . пилот-сигнал, калибровочный и балансировочный сигналы подавались в сигнальный тракт черэз направленный ответвптель. В качестве входного усилителя СВЧ впервые прзмэньн охлаздае-мий усилитель па полевых транзисторах. Параметры усилителя в охлажденном режиме: шумовая температура 20 К, усиление 30 дВ в рабочей полосе 450 МГц и К.СВ < 2 входэ и выхода. Последующей тракт состоял из полосового фильтра зеркального кагала, транзисторного смесителя (шумовая температура 300 К, ко-В'ЭДлгциент передачи 20 дБ), фязостабщкзировавлого гетеродина а тракта промежуточной частота (усиление 35 дБ б полоса 10МГц).

В тракте промежуточной частоты установлен модулятор коэффициента усилелил. Он выполнен на пассивных резистивных аттенюаторах, переключаемых диодными ключами.

Усиленный и промоделированный сигнал подается на анали-за!ир спе -ра и, параллельно, на квадратичный детектор широкополосного канала. Общая шумовая температура приемника составила 42±2.5 К.

По аналогичной схеме-был разработан и внедрен в регулярные наблюдения (начало 1983 года) приемник на волну 10 см (радиолиния ОН).Он имел шумовую температуру 35 ± 2.5 К.

Описываэтся применение входного к^лошушщего усилителя (МНУ) -а СсАз полевых транзисторах (Ю.Д.Гудзь и др.). Дапы параметры при криогенном охлаждении [8]. Шумовые характеристики изморены двумя методами: 1.В состзье приемного устройства с использованием исследуемого усилителя в качества входного. 2.Использование исследуемого усилителя в качестве "холодной" согласованной нагрузки. Оценке ее шумовой температуры с помогцьа калиброванной эталонной нагрузки. При исследованиях усилителей па полевых транзисторах был обпаружен аффект ''холодильной машины". Он состоит в том, что при подаче пит ю-ш'-го напряжения, шумовая температура входа усилителя становит-

ся меньше температуры окружащей среды и числошет равна эквивалентной температуре данного усилителя. Траизастортий усилитель, жполпенвый на достаточно мплошут-лщих транзисторах, является охладителем в рг.Оочой полосе частот. Кг.ьостно, что холодильник представляет собой тэяловуы машину, рзботетдую з обращенном регямз, т.е. работа в ней совершается за счет передачи тепловсй энергии с;г.;зу взорх - от тала с низкой температурой к телу с более высокой температурой. Е случае транзисторного усилителя поток тепловой энергии от входа к выходу можно заменить его электрическим аналогом - тгяловым пуком.

Приемное устройство третьего поколения для исследований в дециметровом диапазоне явилось естественным продолжением предыдущих разработок [10,11]. Основными задачами при его проектировании были: 1.06'единение гэлн 21 и 18 см в одном приемном устройстве дециметрового диапазона. 2.Создание канала, перестраиваемого во всем частотном диапазоне входного ШУ. 3.Создание широкополосного канала для измерений в непрерывном спектре.

Решение этих задач стало возможным благодаря применению модифицированного модуляционного режима с !ШС и использованию нового широкополосного охлаждаемого транзисторного усилителя с шумовой температурой 12 К (при охлаждении до 78 К) Входной тракт аналогичен тракту приемников второго поколения. Далее идет разделение на три автономных канала: 1.Фиксированный спектральный канал-на волну 21 см. 2.Перестраиваемый в полосе 450 МГц спектральный канал, с мгновенной полосой 10 МГц. 3.Широкополосный канал со сквозной полосой 400 МГЦ и общим усилением по СЗЧ 56 дБ. Кавдый канал имеет свой модулятор коэффициента передачи. При различных углах установки антенны, длч работы в квазинулевом режиме, используется подмо-дуляция коэффициента передачи каналов.

Шумоазя температура приемника в рабочей полосе спектрального канала 25 ± 5 К, ттри перестройке ео всем * стот-

ном диапазоне МШУ.

В заключении данной главы приводится сводная таблица основных параметров приемников дециметрового диапазона волн, разработайте для радиотелескопа РАТАН-600.

В четвертой главв описываются измерения шумовой температуры приемного тракта и величины калибровочного сигнала. Мы применяли три метода измерений: 1.С применением "теплой" и"холодной" согласованных нагрузок. 2.С помощью аттенюатора с малым затуханием, измеренным с большой точностью. Эти два способа имеют точность ^ЮЖ. 3. С применением зависимости температуры кипения жидкого азота от величины внешнего давления (предложен Д.В.Корольковым и др.). Величина погрешности измерений нз превышает * 5%.

Контроль относительных изменений калибровки проводится по излучению точечных небесных источников с постоянной ярко-стной температурой, в предположении, что р дециметровом диапазоне волн параметры антенны постоянны.

Приводится описание измерений шумовой температуры приемника с использованием в качестве йхшивалента внтенны эталонной согласованной нагрузки.

В этой главе рассмотрены также вопросы стабильности параметров приемников, работающих с ШС. Известно, что пря работа по данному методу приемник малочувствителен к аппара-'• турным изменениям коэффициента передачи. В атом плане - это модуляционный режим. Что касается стабильности шумовой температуры, то режим работы с ШС эквивалентен компенсационному методу. Приводятся звписи общей нестабильности приемчика в широкополосном и в узкополосном спектральном каналах при двух режимах: компенсационном и с ШПС. Делается вывод, что при долговременных наблюдениях (более часа) предпочтителен модуляционный режим работы о ШПС. При кратковременных наблюдениях (менее 0.5 часа) реален компенсационный режим.

В пятой главе приводятся результаты измерений ппрамет-

А,см МГц Тип ЫШУ V к Охл МШУ Год виед

1 21 10 ДОПУ 85 78 1975

2 18 10 ОПУ 80 78 1977

3 21 10 РЕТ 42 78 1982

4 18 10 РЕТ 35 78 1983

5 20 400 РЕТ 25 78 1384

Основные параметры приемных устройств для радиоспектрометра дециметровых волн, разработанных для радиотелескопа РАТАН-600.

ров северного сектора радиорелескопа РАТАН-600 на волне 21см [13]. Исследования проводились по наблюдениям опорны/ источников в диапазоне от 9°до 87° иачия&я с 1976 года. Получены данные о ширине диаграммы направленности, эффективной площади, шумовой темпере туре. Кроме того, по наблюдениям 11ротязвн-ной опорной обльсти в линии излучения 21 см измерены потери в антенне для источников больших угловых размеров. По этой же области производился эпизодический контроль настройки гетеродина и параметров спектроэнализаторь. Результаты этих измерений используются при обработке наблюдений радиолиний 21 см. В дальнейшем, в кахдом цикле наблюдений радиолинии Н1, проводились также и наблюдения нескольких опорных источников для контроля состоя].ил антенны и калибровочных генераторов шума.

Измерения параметров щюводашсь на облучателе N 2 радиотелескопа РАТАН-600, где расположена аппаратура для исследований радиолиний.Программно-упрааляемый радиоспектрометр работал по модуляционному квазинулевому методу двойного сравнения. На входе применялся охлаждаемый жидким азотом даухкаскадный параметрический усилитель, эквивалентом служила охлаядоемая жидким азотом согласованная нагрузка. Одновременный анализ спектра осуществлялся 20-кянальным (с июня 1978 - 40-канальным) фильтровым анализатором спектра с шириной канал; ЗОкГц и расстоянием между каналами 30 кГц. Для измерения интенсивности радиоизлучения с непрерывным спектром применялся широкополосный канал шириной 8 МГц.

Ширина диаграммы направленности антенны в горизонтальном направлении меняется от 2'б до Г 9 в диапазоне высот от 10°до 85° и хорошо согласуется с результатами расчетов. Ширина диаграммы направленности по вертикали не измерялась, в для оценок иопопьзопалась теоретическая кривая из работы (Н.А.Есв!Ткина и др.), переслитаннпл на волну 21 см. Полуширина диаграммы северного сектора РАТАП-6П0 на волне 21 см изменяется от МО' на высоте 10° до 10' на высоте 90°

Измерения эффективной площада сектора показали, что максимальное ее значение составляет 870 мй± 20% в диапазоне высот от 20° до 50°. На больших высотах аффективная площадь уменьшается до 550 м"на высоте 85°, коэффициент использования фактически выставляемой части сектора ( вертг:алышй размг-.р апертуры - 5.5 м) составляет 0.45 на высотах от 0° до 45°и далее уменьшается с высотой до 0.2 на высоте 85°. Это объясняется увеличенном переоблучения сектора по вертикали лервичным рупором приемника лз высоких углах устанокск антенны. Потери в антенне для протяженных истотанков оказались близкими к потерям по точечным источникам, что подтверждает заключение о переоблучении, как основном источнике потерь в антенне в дециметровом диапазоне волн.

Шут.ювая температура секторг эптеннк измерялась как разность между температурой системы с антенной и с согласованной холодной нагрузкой, приведонной"к величине к. лбровочного сигнала. Минимальная величина шумоБой температуры оказалась равной 45 К в диапазоне 10°- 30°.Рост шумовой температуры антенны при увеличении высоты установки (до 100 К на 90°) связан с увеличением переоблучения отражающей поверхности сектора (рост вклада излучения Земли в заднем лепестке), а на малых высотах (меньше 10°) растет излучение атмосферы и на высоте 4°- 5°начинает появляться излучение Земли в основном луче антенны.

Приводятся грэфаки измерений параметров северного сектора радиотелескопа РАТАН-СОО, а также некоторых характеристик самого радиоспектрометра.

Шестзя глава посвящена примерам использования приемных усгройств, различных модификаций, радиоспектрометра дециметрового диапазона волн.

1.Приведены результаты наблюдений лилии поглощения ОН в радиоисточнпке Стрелец В2 ка частотах 1665 и 1667 МГц, проведенных на радиотелескопе РАТАЧ-600 с раэрэиени^м 2,2*

47'*5.4 км/с. Определены физические параметры пяти облаков ОН, наблвдаемых в этом направлении на положительных лучевых скоростях. Из этих облаксв лишь одно, по-видимому, связано с радиоисточшп:ом Стрелец В2 з находится на пер. jepira оболочки газа, обнаруженной вокруг этого источника [151.

2.Приведены результаты поисковой работы на волне 22 см. Целью работы был поиск линии HCN , возникающей меаду компонентами 1 -удвоения уровня J = 2 колебательной системы (0,1,0) в инфракрасной звезде IRC +1Ü216 на частоте 1346.8 МГц. Наблюдения проводились с радиоспектрометром, работавшим по схеме с шумовым пилот-сигналом (май 1990 года) и в компенсационном режиме (май 1991 года). Для анализа спектра использовались 39 -канальный фильтровой и 128 -канальный корреляционным анализаторы спектра. Среднеквадратичная ошибка осредненных профилей в каадом цикле составляла 0.03 К и 0.02 К,соответственно 116,17].

3.Описаны результаты измерений потоков некоторых ярких мазерных источников ОН на частоте 1720 МГц. Измерения проводились в 1988 - 1S91 годах. Параметра антенны контролировались по опорным источникам ЗС218 и 30123. Ширина диаграммы направленности составляла 2'«110', эффективная площадь 1000м? Измерения проводились с использованием 39 -канального анализатора спектра с разрешением 30 кГц.

Результаты измерений показали, что в отличие от распространенного мнения об относительной стабильности мазеров в сателллтных линиях ОН, некоторые источники демонстрируют весьма существенную переменность 1191.

Основные' результаты, отраженные в диссертации

1. Разработка ряда приемных устройств дециметрового диапазона волн для спектральных исследований на радиотелескопе

РАТАН-60С.

2. Разработка и внедрение в практику наблюдений многоканального приемного устройства для радиоастрономических исследований с шумовой температурой 25 ± 5 К в рабочей полосе входного усилителя.

3. Внедрение в практику спектральных исследований на РАТАН-600 модифицированного модуляционного режима радиоспектрометра двойного сравнения с ШПС.

4. Проведение оптимизации модифицированного режима с

ШС.

5. Усследованяе и внедрение охлаждаемых до температуры жидкого азота входных усилителей СВЧ на полевых транзисторах.

6. Разработка и внедрение ряда мзлошумящих СВЧ приборов на р-1-п диодах.

7. Исследование параметров северного сектора радиотелескопа РАТАН-600 на волне 21 см.

8. Получение новых астрофизических результатов в радиолиниях Н1 и ОН.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. А.П.Венгер, И.А.Рахимов. "СВЧ тракт радиоспектрометра на волну 21 см". 8 Всесоюзная конф. по радиоастрономия, тезисы докладов, Пущино 1975 г., стр. 81-83.

2. А.П.Венгер, И.А.Рахимов, В.А.Яковлев. "СВЧ элементы на р-1-п диодах для радиоспектрометра на волну 21 см'.' Сообщения ОАО АН СССР, вып. 15, 1975 г., стр. 55-69.

3. А.П.Венгер, И.А.Рахимов. "СВЧ тракт радиоспектрометра па волну 21 см". Радиофизика 19, 1976 г., стр. 1781.

4. А.П.Венгер, В.Г.Грачев, Т.«.Егорова, С.Р.Желенков, Г.П.Ильин, Н.П.Комар, Е.Н.Курочкина, З.Г.Могилева, В.А.Прозоров, Н.ФЛМкков. "Комплекс программнзуправляекых радио-спохтроме^юь радиотелескопа РАТАК-600". 2 Всесоюзная конф.

по радиоастрономии. Ереван,1982 г., тезисы докладов.

5. А.П.Зенгер, В.Г.Грачев, ï.М.Егорова, С. Р. Же ленков, Г.Н.Ильин, Н.П.Комар, Е.Н.Курочккна, В.Г.Могилева. Б.Л.Прозоров, Н.Ф.Рьсжш. "Сшктромэтричес!сий комплекс радиотелес-кош РАТАН-600", Сообщения CAO АН СССР, был. 35, 1S82 г.

6. А.П.Венгер, Л.Г.Гассанов, Ю.Д.Гудзь, Г.Н.Ельня. Д.Д. Туз. "Радиометрический приэшхяк дециметрового диапазона волн с охлаждаемым транзисторным усилителем на входе". 14 Всесоюзная конф. по радиоастрономии, Ереван 1982 г., тезисы докл.

7. А.П.Венгер, В.Г Грачов, Н.Ф.Рыжков. "Радиоспектрометр с шумовым пилот-сигналом и импульсной компенсацией". 14 Всесоюзная козф. по радиоастрономии, Ереван 1982 г., тезисы докладов.

8. А.П.Венгер, Л.Г.Гассанов, Ю.Д.Гудзь, Н.Ф.Рыжков. "Охлаждаемый транзисторный усилитель дециметрового диапазона волн", 5 Межотраслевая ко?~р. по радиоэлектроник; .Киев, 1982 г., тезисы докладов.

9. А.П.Венгер, Л.Г.Гассанов, Ю.Д.Гудзь, Г.Н.Ильин, Н.Ф. Рыжков, А.Д.Туз. "Приемное устройс.зо спектрометоа на волну 21 см". Препринт 8Л, 1984 г., Ленинград.

10. А.П.Венгер, Г.Н.Ильин. "Многоканальное приемное устройство дециметрового диапазона волн". Тех. отчет, ЛФ CAO, 1985 г.

11. А.П.Венгер, Г.Н.Ильин. "Многоканальное приемное устройство дециметрового диапазона волн". 17 Всесоюзная конф. по радиоастрономии, Ереввн,1985 г., тезисы докладов.

12. А.П.Венгер, Л.Г.Гассвнов, Ю.Д.Гудзь, Г.Н.Ильн, Н.Ф. Рыжков, А.Д.Туз. "Приемное устройство радиоспектрометра ни волну 21 см". Известия CAO, 21, 1936 г., стр.98.

13. А.П.Венгер, В.Г.Грачев, И.В.Госачинский.Н.Ф.Рыжков. "Исследование параметров антенны РАТАН-600 л радиоспектрометра не волне 21 см". Известия CAO,т. И, 1981 г., стр.118.

14. А.П.Венгер, И.В.Госачинский, В.Г.Грачев, Т.М.Егоро-

ва, Н.Ф.Рыжков, В.К.Херсонский."Нейтральный водород в нвпра-лении галактических источников. Остаток сверхновой W 44" АЖ,т.58, б, 1981.

15. А.П.Венгер, И.В.Госачинский, В.Г.Грачев, Т.М.Егорова, В.А.Прозоров, Н.Ф.Рыжов, В.К.Херсонский, Н.А.1^даева. "Мэязвездный гидроксил з области радиоисточника Стрелец В2". Письма в АЖ,т.7, вып. f>, 1S31 г., стр. 295 - 299.

16. А.П.Венгер. И.В.Госачинский. И.И.Зинчеако, А.В.Ла-пинов." Поиск линии HCN на голне 22 см в источнике IRC + 10216". Письма в AS, т.18. 4. 1992г.

17. А.П.Венгер, И.В.Госачинскпй, И.И.Зинченко, А.В.Лэ-пипов. "Поиск линии HON на волне 22 см в источнике IKC + 10216", 23 Всесоюзная копф. по радиоастрономии, тезисы докл., Ашхабад, 1991 г., стр.138.

18. А.П.Венгер, И.В.ГосачшскьЛ, И.В.Шайккн. "Облака ОН по линии поглощения на частотах 1665 и 1667 МГц". 23 Всесоюзная конф. по радиоастрономии, тезисы докл., 1991 г., стр.142.

19. А.П.Венгер, И.В.Госачинский, Г.Н.Ильин."Переменность мазеров ОН на частотах 1612 и 1720 МГц". 23 Всесоюзная конф. по радиоастрономии, тезисы докл., Ашхабад, 1991 г., стр.143.

20. А.П.Венгер, И.В.Госачинский, С.Р.Желенков. "Гигама-зэр ОН в источнике РНЕ. 909", 23 Всесоюзная конф. по радиоастрономии, тезисы докл., Ашхабад, 1991 г., стр.39.

21. А.П.Венгер, И.В.Госачинский, С.Р.Ееленков.'Тигама--зер ОН в источнике PEL 909". Астрон. журн., т. 69, 1335-1336. 1992 г.