Радиоинтерферометрические исследования слабоконтрастных образований в короне Солнца тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.03 ВАК РФ

российская академия наук

РГВ од

сибирское отделение 1 3 ЛЕК

институт солнечно -земной физики

На правах рукописи УДК 523.94; 52-77 537.8.029.6; 621.37.029.6

КРИССИНЕЛЬ Борис Болеславович

РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛАБОКОНТРАСТНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В КОРОНЕ СОЛНЦА

Специальность 01.03.03. - гелиофизика и физика солнечной системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Иркутск-2000.

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте солнечнс земной физики Сибирского отделения РАН (г. Иркутск)

Официальные оппоненты: член-корреспондент РАН

БАХРАХ Лев Давидович (МНИИП, г. Москва) доктор физико-математических наук профессор ПАРФЕНОВ Юрий Викторович

(ИГУ, г. Иркутск) доктор физико-математических наук ЕСЕЛЕВИЧ Виктор Григорьевич (ИСЗФ СО РАН, г. Иркутск)

Ведущая организация ПРАО АКЦ ФИАН (г. Пущино)

)6 ^

Защита состоится "I У лУ/УУ л) 2000 г. в часов на заседании диссертацион

'7

ного совета Д.003.24.01 в Институте солнечно-земной физики СО РАН: Россия 664017, Иркутск, ул. Лермонтова, 126, ИСЗФ СО РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСЗФ СО РАН

Автореферат разослан " "__2000 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах просим направлять в адрес ученоп секретаря диссертационного совета ИСЗФ.

Ученый секретарь диссертационного совета к. ф.-м. н.

В. И. Поляков

г

Общая характеристика работы

Актуальность.

Успехи в изучении физики солнечной активности связаны в последние де-:ятилетия с развитием инструментальной базы исследований, благодаря чему :тал возможным постоянный мониторинг Солнца в мягком и жестком рентге-ювеком излучении, в ряде линий ультрафиолетового диапазона с помощью ;путников YOHKOH, SOHO, в микроволновом диапазоне на радиотелескопах с ibicoKHM угловым разрешением VLA, РАТАН- 600, обсерваторий Нобеяма, -1СЗФ СО РАН, а также на метровых волнах (обсерватория в Нансс). Расшире-Hic и резкое ускорение обмена данными между обсерваториями благодаря но-¡семестному внедрению сети Internet позволяют эффективно проводить между-1ародные кооперативные программы исследований, объединяющие усилия ученых из различных обсерваторий мира на изучении конкретных явлений по шжнейшим направлениям в исследовании физики Солнца, связанным со 5спышками, выбросами корональной массы, протуберанцами, корональными шрами, волокнами и т. и.

Наблюдения на Сибирском солнечном радиотелескопе (ССРТ) на волне 5.2 см органично дополняют данные, получаемые на других крупнейших радиотелескопах мира при исследовании солнечной короны. ССРТ создавался для изучения активных областей в атмосфере Солнца, причем по проекту пред-юлагалось, что будут уверенно обнаруживаться источники, превышающие по фкости спокойное Солнце в 10 раз и более. Однако проведенное в ходе экс-шуатации инструмента снижение шумов антенной системы позволило поста-зить задачу исследования и слабоконтрастных образований в радиоизлучении Солнца, таких как темные волокна, корональные дыры, а также рентгеновские гочки. Большой интерер исследователей к этим образованиям обусловлен как необходимостью понимания физических процессов нагрева солнечной короны, эазвития и разрушения волокон, условий формирования и эволюции корональ-яых дыр и связанных с ними высокоскоростных потоков солнечного ветра, так я значительным влиянием этих образований на околоземное космическое про-:транство.

Микроволновое излучение генерируется в переходной области и нижней

короне, поэтому наблюдения в сантиметровом диапазоне длин волн могут спс собетвовать успешной диагностике физических условий в волокнах и коре нальных дырах. До наблюдений на ССРТ было установлено, чго в длинново^ новой части радиоизлучения (8 см - 1.87 м) корональные дыры уверенно выдс ляются на фоне спокойного Солнца как области с пониженной яркостной тем пературой, в диапазоне от 1.76 см до 8 мм они ярче спокойного Солнца, а н волне 3 мм не отличаются от спокойного Солнца. В диапазоне от 2 до 4 см с> щсствовали противоречивые результаты: сообщалось как о пониженной, так повышенной яркостной температуре в корональных дырах по сравнению с спокойным Солнцем [1-4]. Эти результаты, не согласующиеся с известным; моделями атмосферы [3,5], свидетельствуют о сложности и неоднозначност; процессов, происходящих вблизи 1раницы с хромосферой, а также о важност исследований корональных дыр в диапазоне волн 4-6 см, где до настоящее времени практически не было наблюдений. Не менее важной представляется ] задача изучения пространственной структуры корональных дыр. Такие иссле дования могут проводиться только на инструментах с высоким двумерным уг ловым разрешением. Но крупнейший в мире интерферометр УЬА из-за ограни ченного ноля зрения непригоден для исследований корональных дыр, РАТАН-600 имеет высокое угловое разрешение только по одной координате.

Для наблюдений корональных дыр в микроволновом диапазоне необхо димо, чтобы на получаемых изображениях уверенно регистрировались детали яркостной температурой, отличающиеся от температуры участков спокойног Солнца на (3-6)%. В то же время по проекту ССРТ уровень шумов на изобра жениях составлял 6000 К или около 40% от уровня спокойного Солнца. Поэте му достижение необходимой чувствительности потребовало оснащения инст румента малошумящими усилителями, значительного улучшения настройки ан тенной системы, а также применения методов накопления сигналов при по строении изображений.

Значительный интерес представляет и исследование микроволнового из лучения ярких корональных точек, наблюдения которых доступны только инст рументам с высоким угловым разрешением и достаточной чувствительностью ] поэтому до сих пор эпизодически проводились, в основном, на крупнейшем ра диотелескопе УЬА на волнах 6 и 20 см [6-9]. Было отмечено, что корональны точки имеют сложную структуру, которая непрерывно изменяется с периодам;

около 2 мин., что время жизни точек, в основном, меньше 30 мин., а яркостная температура их отличается от температуры спокойного Солнца не более чем в 3-4 раза. В то же время из этих наблюдений, а также из наблюдений на волне 1.76 см, проведенных Кунду, Шибасаки и др. на радиогелиографе обсерватории Нобеяма [10], следует, что точного соответствия корональных точек на разных длинах волн нет. Наряду со случаями точного совпадения, существуют точки, видимые на одной длине волны и отсутствующие в другой. Это обстоятельство может отражать реальные особенности высотной структуры ярких корональных точек, но может быть обусловлено и несовпадением наблюдений по времени, и различием в свойствах этих образований. Выяснение этих обстоятельств шест большое значение для понимания физической природы ярких корональных гочек.

Цель работы.

Целью настоящей работы является создание комплекса аппаратурно-трограммных средств, обеспечивающих картографирование на ССРТ слабо-сонтрастных образований в микроволновом излучении Солнца, и получение на >той основе новых данных о микроволновом излучении корональных дыр и яр-сих корональных точек.

ССРТ представляет собой крестообразный интерферометр, сооруженный ! урочище Бадар в 220 км к югу от Иркутска. Он состоит из 256 параболиче-:ких антенн диаметром 2.5 м, расположенных с шагом 4.9 м по направлениям юсток-запад и север-юг. При работе в корреляционном режиме ССРТ обладает карандашной" диаграммой направленности с угловыми размерами до 21". Г'ормиронаннс изображения Солнца в этом режиме производится за счет дис-фетного сканирования луча по высоте путем организации многочастотного фиема и непрерывного сканирования по траектории движения центра солнеч-юго диска вследствие вращения Земли. В ССРТ используется два приемника: 80-канальный, построенный на аналоговых фильтрах, и акустооптический, шело каналов у которого с 1999 г. равно 500; Инструмент позволяет получать (вумерные изображения Солнца и одновременно проводить наблюдения на отельных линейных интерферометрах с временным разрешением до 14 мсек.

После ввода в эксплуатацию в 1984 году на радиотелескопе непрерывно фоводилось обновление оборудования для улучшения характеристик инструмента. Установленные на выходе групп антенн усилители на туннельных дио-

кщ с шумовой температурой 2000° в 1986 г. были заменены транзисторными с температурой 700°. В 1999 г. им на смену пришли современные усилители с шумовой температурой 60°. Эти изменения и ряд других технических доработок позволили значительно расширить наблюдательные возможности инструмента. Автор принимал непосредственное участие в создании ССРТ и модернизации его систем. В 1998 г. в составе авторского коллектива был удостоен премии Правительства РФ за создание ССРТ.

.,- Ключевой проблемой при создании интерферометров является обеспечение синфазности по апертуре инструмента. На ССРТ трудности в решении этой задачи обусловлены большим числом антенн и соединительных линий, а также использованием частотного сканирования. В то же время при наблюдениях слабоконтрастных образований необходима высокая точность настройки антенной системы, чтобы не допустить снижения коэффициента направленного действия (КНД) радиотелескопа из-за амплитудных и фазовых ошибок.

Возможности получения диаграммы направленности с минимальными искажениями определяются применяемыми методами измерения амплитуды и фазы по апертуре инструмента, фазовой стабильностью трактов, точностью наведения антенн, а также уровнем некорректируемых ошибок. Последний вид ошибок, к которым можно отнести неравномерность коэффициента передачи трактов в диапазоне частот, смещение положения антенных постов в пространстве и т. п., существенно ограничивает возможности настройки радиотелескопа и требует детального рассмотрения. В частности, существенное значение могут иметь флуктуации коэффициентов отражения и пропускания волноводных трактов в диапазоне частот.

Получение изображений Солнца в двумерном режиме работы ССРТ связано с решением ряда технических задач по устранению влияния на корреляци-ощвдй сигнал мощных откликов от ортогональных линейных решеток инструмента, обеспечению синфазности этих решеток, а также с разработкой алгоритмов и программ получения карт.

На основании изложенного были сформулированы следующие основные задачи настоящей работы:

1. Исследование возможностей формирования диаграммы направленности ССРТ с минимальными искажениями.

2. Разработка методов измерения амплитудных и фазовых ошибок, позволяющих повысить точность настройки ССРТ.

3. Разработка технических решений и программного обеспечения для получения изображений Солнца в двумерном режиме работы ССРТ.

4. Получение новых данных о микроволновом излучении ярких корональ-ных точек.

5. Исследование микроволнового излучения корональных дыр по данным наблюдений на ССРТ.

Научная новизна работы.

1. Теоретически и экспериментально исследованы источники фазовых и амплитудных ошибок по апертуре многоэлементных интерферометров. При этом определены статистические характеристики коэффициента отражения, модуля и фазы коэффициента пропускания трактов СВЧ- диапазона, учитывающие затухание сигнала на неоднородностях тракта. Проведены экспериментальные исследования фазовой стабильности волноводных трактов.

2. Разработан и исследован ряд новых методов настройки многоэлементных интерферометров.

3. Разработана схема перемножения сигналов линейных интерферометров с помощью двух фазовых модуляторов в корреляционном режиме работы радиотелескопа.

4. Разработаны алгоритм и пакет программ построения на ССРТ двумерных изображений Солнца, обеспечена возможность регулярных наблюдений слабоконтрастных образований в короне Солнца.

5. На основе большого числа наблюдений проведено исследование микроволнового излучения ярких корональных точек. По результатам одновременных наблюдений на ССРТ и радиогелиографе обсерватории Нобсяма выяснены причины частого отсутствия "партнеров" на волнах 5.2 и 1.76 см, получено подтверждение механизма генерации микроволнового излучения корональных точек.

6. Впервые проведены наблюдения пространственной структуры корональных дыр на волне 5.2 см. По данным наблюдений на ССРТ и ИоЯН и на основании модельных расчетов исследованы особенности проявления корональных дыр в микроволновом излучении.

Предложенные в работе методы и устройства защищены 9 авторскими свидетельствами СССР об изобретении.

Научная и практическая ценность работы.

1. Создан комплекс аппаратурно-программных средств, позволяющий проводить оперативную диагностику состояния антенно-фидсрной системы и получать высококачественный наблюдательный материал в двумерном режиме работы ССРТ. Расширены наблюдательные возможности, повышена эффективность работы радиотелескопа.

2. Получены новые результаты в исследовании микроволнового излучения ярких корональных точек, обнаружена новая закономерность в распределении температур но высоте в корональных дырах, предложено объяснение особенностей проявления корональных дыр в диапазоне длин волн 2-5 см.

Результаты исследований были использованы в ряде НИР, выполненных по заказам ЦНИИ "Комета" и НИИДАР.

Апробация.

Основные вопросы и научные положения по теме диссертации были доложены на ряде конференций по радиоастрономии (Горький, 1972, Пущино, 1975, Ереван, 1978, 1982, Иркутск, 1986, Ереван, 1989, Санкт-Петербург, 1995, 1997), Международной конференции по солнечной физике (Троицк Моск. обл., 1999), IV Всесоюзной научно-технической конференции по антеннам и фидерным трактам для радиосвязи, радиовещания и телевидения (Москва, 1977), XXVIII Московской международной конференции по теории и технике антенн (Москва. 1998), международных совещаниях: III Regional General Assembly of IAN (Kioto, Japan, 1984), IOSO meeting on Solar Physics (Trieste, Italy,1984), CESRA Workshop (Caputh, Potsdam, Germany, 1994), на выездной сессии Антенной секции Научного совета АН СССР по проблеме "Радиоастрономия" (Иркутск. 1983), на семинарах в ИСЗФ СО РАН.

Практической апробацией ряда рассматриваемых в диссертации вопросоь явилось использование результатов исследований при создании и модернизации ССРТ.

В диссертации выносятся на защиту:

I. Создание комплекса аппаратурно-программных средств, позволяющие проводить оперативную диагностику состояния антенно-фидерной системы i

получать высококачественный наблюдательный материал в двумерном режиме работы ССРТ:

1.1. Методы и схемы измерения распределения фазы по апертуре многоэлементных интерферометров:

-по источнику в ближней зоне интерферометра,

-путем измерения фазы откликов отдельных пар антенн относительно фазы первой гармоники отклика решетки во время наблюдений Солнца,

-схема, использующая разделение во времени измерений сигналов пар антенн и всей решетки,

1.2. Разработка и создание диагностического комплекса антенной системы, позволяющего корректировать наведение антенн и проводить измерение фазового распределения по апертуре решеток ССРТ во время штатных наблюдений.

1.3. Метод перемножения сигналов линейных интерферометров ССРТ с помощью двух фазовых модуляторов и пакет программ построения изображений Солнца.

II. Результаты исследования микроволнового излучения слабоконтрастных образований в короне Солнца:

1. Установлено, что наиболее вероятным механизмом излучения ярких ко-рональных точек в широком диапазоне длин волн от 1.76 см до 20 см является тепловое тормозное излучение оптически тонкой плазмы. Основные характеристики излучения корональных точек на волне 5.2 см согласуются с данными исследований по наблюдениям на УЬА и ИоРШ.

2. Обнаружено, что на волне 5.2 см корональные дыры проявляются как области пониженного микроволнового излучения по сравнению со спокойным Солнцем, полностью или частично совпадая с корональными дырами в ультрафиолетовом излучении. На основании модельных расчетов различие в проявлении КД объясняется различиями в электронной концентрации и температуре в разных КД или разных частях их. Влияние этих параметров особенно сильно проявляется в диапазоне длин волн 2-5 см, где в зависимости от частных значений электронной концентрации и температуры КД могут не выделяться на уровне спокойного Солнца или выделяться как области пониженной или повышенной интенсивности микроволнового излучения.

3. В результате одновременных наблюдений на волнах 5.2 см и 1.76 см (Ыо11Н) обнаружено новое явление: в корональных дырах существуют участки,

на которых уменьшение яркостной температуры на волне 5.2 см сопровождается повышением интенсивности излучения на волне 1.76 см.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Она содержит 140 страниц текста, 79 рисунков, 7 таблиц. Список литературы содержит 128 наименований. Общий объем диссертации 186 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во Введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертации, формулируются цель работы и конкретные задачи исследований.

Работа состоит из пяти глав и заключения. Первые три главы носвящены задаче создания аппаратурно-программного комплекса, позволяющего с высокой точностью проводить настройку антенной системы ССРТ и тем самым реализовать потенциальные возможности инструмента но чувствительности. В четвертой главе рассматриваются особенности крестообразного режима работы ССРТ и технические решения, обеспечивающие возможности наблюдения слабоконтрастных образований в короне Солнца. В пятой главе приводятся результаты исследований микроволнового излучения ярких корональных точек и ко-рональных дыр, проведенных по данным наблюдений на ССРТ.

В первой главе, посвященной анализу основных источников фазовых и амплитудных ошибок в многоэлсмснтных интерферометрах СВЧ- диапазона, особое внимание уделено ошибкам, возникающим из-за переотражений сигнале между нсоднородностями в волноводных трактах радиотелескопа. При исследовании статистических характеристик трактов, изложенном в первом парафа-фе главы, применена модель линии передач с неоднородностями в виде препятствий нулевой толщины. В этом случае матрица рассеяния неоднородное^ полностью определяется комплексным коэффициентом отражения г. Исследо вание трактов офаничено областью параметров волноводных элементов, ха рактерных для массового производства {г1 ¿0.1). Статистические характсристи ки коэффициента отражения на входе линии, модуля и фазы коэффициент! пропускания находятся методом суммирования бесконечного ряда последова тсльно отраженных волн. Это позволило определить законы распределения па раметров тракта в диапазоне частот и с учетом затухания на неоднородностях

что оказывается существенным для трактов с большим числом неоднородно-стсй.

Экспериментальная проверка полученных соотношений для статистических характеристик линий передач СВЧ проводилась на установке, содержащей два идентичных тракта из волноводов длиной по 160 м. Получено достаточно хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений параметров трактов, подтвержден теоретический вывод о характере флуктуации фазы коэффициента пропускания. На основании созданной методики сделан расчет уровня некорректируемых фазовых ошибок из-за неоднородностсй в трактах.

Во втором параграфе главы рассмотрены фазовые и амплитудные ошибки, возникающие в фидерной системе интерферометров вследствие неидентичности фазочастотных и амплитудночастотных характеристик трактов или отдельных элементов трактов, фазовой нестабильности и погрешности фазирования. Анализ проводился на основе результатов расчета статистических параметров трактов ССРТ, технологических допусков на отдельные элементы и экспериментальных данных. Приведены результаты экспериментального исследования фазовой нестабильности волноводных трактов. Полученные оценки плотности распределения модуля разности фаз позволили сделать прогноз фазовой стабильности трактов ССРТ и определить требования по частоте измерений фазового распределения по апертуре инструмента.

Искажения амплитудно-фазового распределения по апертуре интерферометров ССРТ могут происходить вследствие смещения антенных постов в пространстве относительно расчетного положения, неточности установки полярной оси и ненерпендикулярности осей опорно-поворотного устройства, погрешности установки нуль-пунктов, ошибок в управлении приводами антенн. Возникновение фазовых и амплитудных ошибок из-за этих погрешностей, зависимость части из них от положения наблюдаемого источника и процедуры юстировки рассмотрены в третьем параграфе главы. Показано, что после ввода процедуры ежедневного контроля амплитудного распределения точность наведения антенных элементов возросла не менее чем в '5 раз.

Результаты анализа основных ошибок по апертуре решеток позволили оценить их влияние на диаграмму направленности ССРТ. В четвертом параграфе сделаны такие оценки для трех этапов работы ССРТ, связанных с применением различных типов антенных усилителей. Показано, что величина средне-

квадратичной фазовой ошибки по апертуре инструмента к настоящему времени снижена с 40° до 7°. В результате при оптимальном выравнивании разности фаз в трактах величина снижения КНД может составить всего 15%, в то время как в первые годы это снижение превышало 50%.

Вторая глава посвящена методам фазирования больших многоэлсмснтных интерферометров. В настоящее время в интерферометрах применяют, в основном, два метода измерения фазы. Первый из них, разработанный Сварупом и Янгом, заключается в определении минимума контрольного сигнала при установке в облучателях антенн модулирующих отражателей. По второму методу фазовая ошибка определяется по временному положению максимумов в отклике двухэлементного интерферометра при наблюдении дискретного радиоисточника.

В первом параграфе анализируются известные схемы фазирования по методу модулированных отражений. Рассмотрены основные пути устранения влияния рассеянной волны на чувствительность метода, ограничения, присущие этому методу. Принципиальным недостатком метода является неприменимость его в трактах, содержащих усилители. Вместе с тем он очень удобен и незаменим при фазировании отдельных трактов, а также во время пуско-наладочных работ. Для решения этих задач на ССРТ, а также по договору с ЦНИИ "Комета" при участии В. П. Блинова и А. А. Дутова был разработан фазовый компаратор повышенной чувствительности. Этот прибор рассчитан на модуляцию отражателей разными частотами и использует для подавления не-модулированных сигналов фазовую модуляцию гетеродина.

Во втором параграфе рассматривается возможность фазирования по источнику сигнала, установленному в ближней зоне интерферометра. Предложен способ, основанный на интерференционном принципе и заключающийся в сравнении огибающих сигналов, как принятых, так и отраженных от двух настраиваемых антенн радиотелескопа. При линейном изменении частоты контрольного генератора выходной сигнал приемника интерферометра изменяется с периодом, определяемым разностью хода от источника до фазируемых антенн, а выходной сигнал приемника, подключенного к антенне источника, - с периодом, соответствующим удвоенной разности хода. Разность фаз трактов находится по временному сдвигу между огибающими сигналов. Рассмотрены

особенности способа, схемы, реализующие его, в том числе схемы с фазовой модуляцией сигнала.

Полигонные испытания метода, проведенные на 8-элементном интерферометре СибИЗМИР, показали возможности устранения влияния волны, отраженной от земной поверхности, а также установки источника в ближней зоне антенн интерферометра. Рассмотренный метод отличается высокой оперативностью - проводить измерения можно в любое время года и суток. Но с его помощью определяется разность электрических длин только трактов интерферометра, поэтому здесь не учитываются ошибки пространственной установки антенн. Данный метод можно рекомендовать для антенных систем, в основном, дециметрового и длинноволновой части сантиметрового диапазона, где ошибки пространственной установки антенн влияют в меньшей степени (при той же точности геодезических работ).

В третьем параграфе рассмотрены особенности измерения фазового распределения путем наблюдения радиоисточников отдельными парами антенн интерферометра. Ограничения по чувствительности, обусловленные небольшим размером антенн ССРТ, вынуждают проводить измерения по наблюдениям Солнца. В этом случае возникает ряд обстоятельств, существенно ограничивающих точность фазирования, главным из которых является зависимость центра тяжести радиоизлучения Солнца от положения и величины активных областей. Предложен способ, устраняющий влияние этой зависимости на результаты измерений. Он основан на том, что фаза низкочастотных пространственных гармоник спектра ДН эквидистантных интерферометров при большом числе антенн слабо зависит от величины фазовых и амплитудных ошибок по апертуре инструмента. Поэтому фаза низкочастотной гармоники отклика линейного интерферометра при наблюдении Солнца может служить эталоном для измеряемой пары антенн. Регистрация откликов решетки и выбранной пары антенн должна производиться одновременно. Для этого сигналы выбранной пары антенн модулируются разными частотами с помощью модуляторов СВЧ, установленных в тракте каждой антенны. Этот метод, позволяющий проводить измерения во время регулярных наблюдений Солнца отдельными решетками ССРТ, был положен в основу работы диагностического комплекса антенной системы радиотелескопа.

Указанным Способом невозможно установить наличие постоянного линейного набега фазы по апертуре решетки, что важно, например, при синтезе двумерных изображений по данным одномерных наблюдений. В связи с этим совместно с Ю. Н. Деревяшкиным был разработан метод определения инструментального фазового наклона линейных интерферометров, использующий измерения временного положения активных областей на одномерных сканах Солнца.

В четвертом параграфе исследуются возможности сокращения времени измерений фазовых ошибок путем использования особенностей спектра корреляционных интерферометров. Для эпизодического оперативного контроля линейных интерферометров предложен метод поэтапного измерения фазы антенн отдельных секций инструмента. Если, например, в интерферометре половина элементов настроена, то, получив отклик от настроенной и ненастроенной секций, а также от всего инструмента, включенного как корреляционный интерферометр, можно после Фурье-преобразования откликов рассчитать фазовые и амплитудные ошибки ненастроенной секции.

Рассмотрена возможность определения ошибок по спектру отклика от компактного изолированного источника на Солнце при Т - образном включении ССРТ [11]. В этом случае на точность определения фазы низких гармоник спектра влияют компоненты спектра солнечного диска, а погрешность измерений высокочастотных гармоник зависит от интенсивности и размеров источника, а также от общего распределения активных областей по диску Солнца.

В главе 3 рассматривается диагностический комплекс антенной системы ССРТ, созданный группой сотрудников лаборатории радиоастрономической аппаратуры под руководствам автора. Этот комплекс предназначен для систематического контроля и измерений амплитудного и фазового распределений по решеткам радиотелескопа, а также для корректировки наведения антенн.

Первый параграф главы посвящен особенностям аппаратурной реализации задач комплекса. В основу измерений фазового распределения по апертуре решеток ССРТ положен описанный выше метод измерений фазы отдельных пар антенн. Для получения амплитудного распределения измеряются сигналы отдельно от каждой антенны. Управление коммутацией антенн производится от ПК типа РС-486 через последовательные ветки КАМАК. Магистральный крейт каждой группы из 16 антенн содержит модуль коммутации антенн, который де-

кодирует команды и формирует сигналы управления для коммутирующих модулей СВЧ. Эти модули установлены в волноводных трактах каждой антенны, а также на входе и выходе усилителей групп и представляют собой волноводную диафрагму с п-ьрм-п- элементами.

Сигналы с выхода антенной системы поступают на СВЧ- блок, в качестве которого используются 4 ствола радиорелейной станции "Курс-6", входящих в приемный комплекс ССРТ. С выхода каждого ствола сигналы поступают на выносной блок, содержащий 4 квадратичных детектора с малошумящими усилителями. Далее следуют 8 одинаковых модулей НЧ, состоящих из ступенчатого аттенюатора, синхронного демодулятора и усилителя постоянного тока. Устройство позволяет проводить измерения в 4 точках диапазона частот ССРТ.

Второй и третий параграфы данной главы посвящены анализу погрешностей амплитудных и фазовых измерений при использовании диагностического комплекса. Показано, что для трех последовательных этапов работы ССРТ, соответствующих применению на выходе групп антенн усилителей на туннельном диоде, транзисторных усилителей первого поколения и современных усилителей, среднеквадратичная погрешность амплитудных измерений составляла соответственно 4.5, 2.3 и 1.2 %.

При измерениях фазового распределения по базовому методу пары соседних антенн переключаются с частотой, определяемой периодом интерференционной картины. Оценки, сделанные для случая спокойного Солнца, показали, что в указанные выше этапы работы ССРТ погрешности измерения фазы откликов пар антенн составляли 9.9°, 5.3° и 3°, что в сочетании с большими затратами времени (6-8 часов для каждой решетки ССРТ) серьезно ограничивает возможности точной настройки антенной системы. Это привело к необходимости разработки схемы измерений фазового распределения, сочетающей высокую чувствительность с оперативностью измерений. В основе такой схемы лежит разделение времени приема сигналов от всей решетки и от выбранной пары антенн.

В реализованной с 1998 г. системе во время интервала измерений длительностью 3 мс производится выключение всех антенн, кроме выбранных, и соответствующих усилителей, а сигналы измеряемых антенн модулируются частотой /-,. Во время интервала наблюдений (4 мс) подается модуляция с частотой 1 ООО Гц на переключатель антенна-эквивалент, установленный на входе прием-

пика, и снижается усиление СВЧ- стволов, чтобы предотвратить перегрузку демодуляторов диагностического приемника. Резкое понижение шумов в этой схеме приводит к значительному повышению чувствительности, что дает возможность ввести быстрое переключение пар антенн за счет сокращения числа отсчетов сигнала. В принятом режиме переключения пар антенн производятся через 0.2 с, а число отсчетов в интерференционном периоде находится в пределах 80-120. В результате на измерения всех нар антенн ССРТ затрачивается около 80 минут. Погрешность измерений фазы составляет 0.8°-1.2°, что позволяет при юстировке антенной системы учитывать ФЧХ трактов.

Рассмотрено влияние на результаты измерений фазы ошибок в наведении антенн. Показано, что при достигнутой точности наведения искажения фазового распределения не могут- быть существенными.

В последнем параграфе рассматривается возможность определения ошибок пространственной установки антенн по данным систематических фазовых измерений. Описана методика и приведены результаты измерения параметров базы одной из групп антенн ССРТ путем решения системы уравнений методом наименьших квадратов. Полученные данные об ошибках установки антенн согласуются с результатами геодезических измерений. Применение данной методики позволит в дальнейшем уточнять параметры ДН радиотелескопа для любого углового положения Солнца и тем самым повысить точность восстановления изображения.

Четвертая глава посвящена проблеме получения двумерных изображений Солнца при работе ССРТ в крестообразном режиме. В первом параграфе, где рассматриваются особенности технической реализации этого режима, особое внимание уделено устранению искажений изображения, возникающих вследствие паразитной амплитудной модуляции фазового модулятора 0/л, используемого для перемножения сигналов линейных интерферометров. Для подавления ложных сигналов предложена схема перемножения с двумя фазовыми модуляторами, работающими на разных частотах - ^ и Ь\. Эти модуляторы, разработанные Блиновым В. П., построены но балансной схеме на циркуляторах и коммутирующих модулях.

Исследованы два способа юстировки трактов в двумерном режиме. По первому способу равенство электрических длин трактов решеток ССРТ определяется по достижению максимальной величины сигналов на картах, получае-

мых при разных положениях фазовращателя, выравнивающего эти длины. Другой метод, предложенный автором, основан на анализе пространственных гармоник откликов двуч зеркально расположенных Г- образных интерферометров, составленных из лучей ССРТ, например, из лучей по направлениям восток-юг и запад-север. Для получения откликов этих интерферометров используются 4 фазовых модулятора, и два канала диагностического приемника.

Во втором параграфе рассматривается процедура построения изображений Солнца. В корреляционном режиме ССРТ каждому каналу приемника соответствует свой "карандашный" луч, угловое положение которого по высоте зависит эт частоты. Совокупность всех каналов приемника создает вертикальный веер пучей для каждой пары интерференционных максимумов решеток ССРТ, и строки радиокарты получаются при прохождении Солнца через очередной такой веер. При построении двумерного изображения необходимо учитывать ряд эсобенностей инструмента, обусловленных ограничениями по ширине частотного диапазона и частотному разнесению каналов. Это приводит к тому, что для создания достаточной плотности отсчетов по вертикали используется несколько прохождений вееров. В результате построение карты производится по наблюдениям продолжительностью от 10 мин. до 1 часа в зависимости от углового положения Солнца.

При пересечении Солнцем вертикальных вееров лучей изображение получается в косоугольной системе координат высота (частота) - время. Предложен достаточно простой алгоритм формирования прямоугольного кадра, основанный на расчете времен начала и конца каждой строки, а также ее склонения и построения карты в экваториальной системе координат. Расчеты проводятся для каждого канала, после чего составляется таблица последовательного считывания информации с первичной записи сигналов. При считывании производится нормировка сигналов частотных каналов по калибровочным файлам данной записи и файлу АЧХ антенной системы.

Последний параграф четвертой главы посвящен анализу качества получаемых на ССРТ изображений Солнца. Рассмотрены искажения, вызванные неточной настройкой антенной системы (неравномерная "освещенность" диска Солнца, разная яркость первичных кадров), а также неисправностями в приемной системе (полосы на карте, ухудшение четкости, возникающее иногда при построении карт с большой экспозицией).

Радиокарты, получаемые на ССРТ, характеризуются большим динамическим диапазоном сигналов: среднее значение отношения яркостных температур локальных источников и спокойного Солнца находится в пределах 50^60. Это означает, что для исследований слабоконтрастных деталей типа волокон, коро-нальных дыр или рентгеновских точек динамический диапазон приемной системы должен быть порядка 30 дБ. Показано, что чувствительность карт по яр-костной температуре находится в пределах 400-И 500 К.

В пятой главе приведены результаты исследований слабоконтрастных образований в радиоизлучении Солнца.

При исследовании ярких корональных точек ставились задачи получения основных характеристик в диапазоне 5 см, определения механизма генерации и выяснения причин несовпадения точек при наблюдениях на разных длинах волн. В работе использовались изображения Солнца, полученные на ССРТ в июне, июле и октябре 1996 года, а также изображения, полученные на NoRII в отдельные дни этого периода.

Яркие корональные точки на изображениях ССРТ не обладают тонкой структурой, а их размеры заключены в интервале от 25" до 93" со средним значением 60". Размеры источников в микроволновом излучении превышают размеры в рентгеновском излучении в 2-5 раз. Это в определенной степени является следствием относительно большого времени накопления при построении карт, что приводит к слиянию на изображении различных конфигураций структуры корональной точки.

Величина яркостной температуры Т я источников находится в пределах 25000-79000 К со средним значением 47000 К. Распределения микроволновых корональных ярких точек по широте согласуются с результатами, полученными по наблюдениям в рентгеновском излучении.

По результатам одновременных наблюдений корональных точек на ССРТ и NoRH получено, что среднее значение отношения яркостных температур на волнах 1.76 см и 5.2 см равно 0.108. Это достаточно близко к расчетному значению 0.112, полученному в предположении, что механизмом микроволнового излучения является тепловое тормозное излучение оптически тонкой плазмы. Среди точек с отношениями Т я, существенно отличающимися от 0.112, 60 % имели Тя на волне 1.76 см менее 12000 К. Анализ показал, что измерение величин Тя, близких к температуре спокойного Солнца, на NoRH оказывается

неточным из-за процедуры "чистки" при получении изображений. Этим же можно объяснить и отсутствие у корональных точек с небольшой величиной Тя па длине волны 5.2 см "партнеров" на длине волны 1.76 см.

В работе сделано сравнение результатов наблюдений корональных точек на ССРТ, ЫоКН и УЬА (6 см и 20 см). Значения измеренных яркостных температур согласуются по всем длинам волн в предположении, что механизмом генерации излучения этих образований является тепловое тормозное излучение оптически тонкой плазмы. Достаточно хорошее совпадение получено и по значениям высот корональных точек.

Во втором разделе данной главы приводятся результаты исследования микроволнового излучения корональных дыр (КД). По данным наблюдений на ССРТ в 1996-1998 г', обнаружено, что в одних случаях КД как области пониженной яркостной температуры достаточно уверенно регистрируются на фоне спокойного Солнца вплоть до совпадения границ КД в ультрафиолетовом (УФ) и микроволновом излучении. В других случаях на радиоизображениях видны только отдельные участки дыр и совпадение границ дыр в УФ и микроволновом излучении наблюдается только в отдельные промежутки времени. С помощью модельных расчетов показано, что различия в проявлении КД могут быть объяснены вариациями электронной концентрации и температуры в различных частях одной и той же дыры. Влияние этих параметров особенно сильно проявляется в диапазоне длин волн 2-5 см, где в зависимости от частных значений электронной концентрации и температуры, КД могут не выделяться на уровне спокойного Солнца или выделяться как области пониженной или повышенной интенсивности микроволнового излучения.

Для объяснения повышенного излучения КД на волне 1.76 см в работе [1] рассмотрены некоторые механизмы дополнительного нагрева хромосферы в КД. Вообще говоря, этот эффект можно получить в рамках классических представлений о нагреве хромосферы и корны волнами, генерируемыми конвективными движениями в подфотосферных слоях. В таком приближении отсутствие различий между КД и спокойной областью на длинах волн 3 мм и ниже говорит о том, что волновой поток, приходящий в эти области из-под фотосферы, одинаков по величине. В то же время температуры КД на уровне переходной зоны и нижней короны ниже температуры спокойной области. Это означает повышенную диссипацию волнового потока в КД на высотах ниже переходной зоны

и, следовательно; повышенную температуру КД по сравнению со спокойной областью в хромосфере. В таком случае можно сделать вывод: чем темнее КД на длинах волн радиоизлучения, генерируемого в короне, тем ярче она должна быть на длинах волн радиоизлучения, генерируемого в хромосфере. Детальное исследование этого явления было проведено по одновременным наблюдениям на ССРТ и Т^оЯН с 20 по 26 апреля 1998 г. корональной дыры в южной части солнечного диска. В распределении яркостных температур по КД были обнаружены локальные участки, существовавшие несколько дней и имевшие необычную зависимость хода температур на волнах 5.2 и 1.76 см: уменьшение яр-костной температуры на волне 5.2 см сопровождается повышением интенсивности излучения на волне 1.76 см.

Основные результаты диссертации.

I. Проведены теоретические и экспериментальные исследования, направленные на реализацию потенциальных возможностей ССРТ - обеспечение параметров диаграммы направленности, близких к расчетным, и получение изображений Солнца в двумерном режиме работы инструмента. При этом:

1. Разработан метод расчета статистических параметров трактов СВЧ-диапазона, что позволило оценить уровень некорректируемых фазовых ошибок, возникающих в трактах из-за случайных неоднородностей и ограничивающих точность настройки интерферометров в диапазоне частот.

2. Проведено экспериментальное исследование фазовой нестабильности длинных волноводных трактов.

3. На основе анализа возможных источников фазовых и амплитудных ошибок в антенно-фидерной системе интерферометров СВЧ произведена оценка их влияния на параметры ССРТ, определены требования к методам настройки радиотелескопа.

4. Предложен и исследован ряд методов и схем измерения фазового распределения по апертуре многоэлементных интерферометров:

-по источнику в ближней зоне интерферометра,

-путем измерения фазы откликов отдельных пар антенн относительно фазы первой гармоники отклика решетки во время наблюдений Солнца,

-схема, использующая разделение во времени измерений сигналов пар антенн и всей решетки,

- фазовый компаратор повышенной чувствительности.

5. Создан диагностический комплекс антенной системы ССРТ для регулярных измерений амплитудного и фазового распределений по апертуре решеток ССРТ и корректировки наведения антенн.

6. Исследована методика определения ошибок установки антенн по данным систематических фазовых измерений.

7. Разработана схема перемножения сигналов линейных интерферометров с помощью двух фазовых модуляторов в корреляционном режиме работы радиотелескопа.

8. Разработаны алгоритм и пакет программ построения на ССРТ двумерных изображений Солнца.

II. Проведенные исследования микроволнового излучения слабоконтрастных образований но наблюдениям на ССРТ позволили получить следующие результаты:

1. Установлено, что наиболее вероятным механизмом излучения ярких ко-рональных точек в широком диапазоне длин волн от 1.76 см до 20 см является тепловое тормозное излучение оптически тонкой плазмы. Основные характеристики излучения корональных точек на волне 5.2 см согласуются с данными исследований по наблюдениям на УЬА и N01111.

2. Обнаружено, что на волне 5.2 см корональные дыры (КД) проявляются как области пониженного микроволнового излучения по сравнению со спокойным Солнцем, полностью или частично совпадая с КД в ультрафиолетовом излучении. На основании модельных расчетов различие в проявлении КД объясняется различиями в электронной концентрации и температуре в разных КД или разных частях их. Влияние этих параметров особенно сильно проявляется в диапазоне длин волн 2-5 см, где в зависимости от частных значений электронной концентрации и температуры КД могут не выделяться на уровне спокойного Солнца или выделяться как области пониженной или повышенной интенсивности микроволнового излучения.

3. В результате одновременных наблюдений на волнах 5.2 см и 1.76 см (МоЯН) обнаружено новое явление: в корональных дырах существуют участки, на которых уменьшение яркостной температуры на волне 5.2 см сопровождается повышением интенсивности излучения на волне 1.76 см.

Необходимо отметить, что создание комплекса программных и аппаратурных средств, обеспечивающих двумерный режим работы ССРТ, а также проведение наблюдений и обработка данных - это труд большой группы сотрудников Отдела радиоастрономии ИСЗФ СО РАН. Личный вклад автора заключался в постановке задач, разработке принципиальных решений и алгоритмов, решении методических вопросов. Совместно с соавторами были проведены исследования созданных методов и устройств, корреляционного режима работы ССРТ, выбор наблюдательного материала, анализ и интерпретация полученных результатов.

Заключение

Результаты проведенных исследований микроволнового излучения коро-нальных дыр и ярких корональных точек открыли огромные потенциальные возможности Сибирского солнечного радиотелескопа по изучению слабоконтрастных образований в короне Солнца. В настоящее время только на двух крупнейших радиотелескопах - ССРТ и радиогслиографс обсерватории Но-беяма можно систематически проводить такие исследования в микроволновом диапазоне с высоким угловым разрешением. При этом, как было показано в работе, использование одновременных наблюдений на этих инструментах даст новую информацию о структуре переходной зоны корональных дыр, которая не может быть получена из наблюдений в других диапазонах.

В этой связи представляется важной планируемая реконструкция ССРТ, в результате которой наблюдения будут проводиться на ряде частот микроволнового диапазона. Это позволит более детально, чем сейчас, исследовать область переходной зоны и нижней короны корональных дыр, изучать механизмы нагрева корональных дыр и ярких корональных точек.

Следует также отметить, что в годы максимума солнечной активности исследования слабоконтрастных образований на ССРТ практически невозможны без применения процедур восстановления изображений. Поэтому остро необходимо завершение работ по созданию соответствующего программного обеспечения, ввод его в систему обработки данных регулярных наблюдений.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Б. Б. Криссинель. Статистические параметры линии передачи СВЧ-диапазона// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1973. Вып. 26. С. 180-186.

2. Б. Б. Криссинель, Т. А. Тресков. Особенности фазирования широкополосных трактов// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1974. Вып. 31. С. 119-125.

3. Б. Б. Криссинель. Паразитная модуляция в интерферометрах// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1975. Вып. 37. С. 236-242.

4. Б. Б. Криссинель, В. Г. Миллер. Экспериментальное исследование фазовой стабильности волноводных трактов// Известия ВУЗов. Радиофизика, 1976. Том XIX. № 11. С. 1662-1667.

5. Б. Б. Криссинель. Структура системы автоматического фазирования трактов многоэлементного радиоинтерферометра// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1977. Вып. 42. С. 169-175.

6. Б. Б. Криссинель. Статистические характеристики коэффициента передачи трактов СВЧ- диапазона// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1977. Вып. 42. С. 152-160.

7. Б. Б. Криссинель. Методы фазирования осгронаправлснных решеток СВЧ- диапазона// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1977. Вьш. 42. С. 160-169.

8. Криссинель Б. Б. Устройство для настройки антенных решеток. Авт. свид. СССР № 633104, кл. H 01 Q 21/00, опубл. 15.11.78// Открытия, изобретения, пром. образцы, знаки, 1978. № 42.

9. Криссинель Б. Б. Оценка неравномерности группового времени задержки в трактах СВЧ// Исслед. но геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1979. Вып. 49. С. 36-40.

10. Криссинель Б. Б., Блинов В. П. Устройство для фазирования трактов антенных решеток. Авт. свид. СССР № 708910 кл. II 01 Q 21/10. Зарегистр. 14.09.1979.

11. Криссинель Б. Б. Способ фазирования трактов антенных решеток. Авт. свид. СССР № 691019, кл. H 01 Q 21/10. Зарегистр. 14.06.1980.

12 Б. Б. Криссинель, Т. А. Тресков. Основные источники ошибок в амплитудно-фазовом распределении// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1981. Вып. 56. С. 176-184.

13. Криссинель Б. Б. Устройство для фазирования трактов антенных решеток. Авт. свид. СССР № 935828 кл. G 01 R 29/10, опубл. 15.06.1982// Открытия, изобретения, знаки, 1982. № 22.

14. Г. я. Смольков, Т. А. Тресков, Б. Б. Криссинель, Н. Н. Потапов. Основные проектные параметры Сибирского солнечного радиотелескопа// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1983. Вып. 64. С. 130-148.

15. Криссинель Б. Б., Блинов В. П. Коммутирующий модуль. Авт. свид. СССР № 1107195 кл. Н 01 Р 1/15, опубл. 07.08.1984// Открытия, изобретения, знаки, 1984. №29.

16. Криссинель Б. Б. Устройство для настройки эквидистантных интерферометров. Авт. свид. СССР № 1091718 кл. G 01 R 29/0. Зарегистр. 08.01.1984.

17. Криссинель Б. Б., Дутов А. А. Корреляционный интерферометр. Авт. свид. СССР № 1107206 кл. Н 01 Q 21/10, опубл. 07.08.1984// Открытия, изобретения, знаки, 1984. № 29.

18. Криссинель Б. Б. Устройство для автоматического выравнивания электрических длин СВЧ трактов радиоинтерферометров. Авт. свид. СССР № 1180808 кл. G 01 R 25/02, опубл. 23.09.1985// Открытия, изобретения, знаки, 1985. №35.

19. Криссинель Б. Б. Способ определения амплитудно-фазовых ошибок линейного эквидистантного интерферометра. Авт. свид. СССР № 1254879 кл. G 01 S 3/02. Зарегистр. 01.05.1986.

20. Smolkov G. Ya., Pistolkors A. A., Krissincl В. В., Potapov N. N.. Putilov V. A., Treskov Т. A. The Siberian solar radio telescope: parameters and principle of operation, objectives and results of first observations of spatiotemporal properties of development of active regions and flares// Astrophys. Space Sci., 1986. Vol. 119. N1. P. 1-4.

21. A. Jl. Воронов, Б. Б. Криссинель. Определение параметров базы многоэлементного интерферометра// XVIII Всесоюзная радиоастрономическая конференция. Радиотелескопы и интерферометры: Тезисы докладов. 4.2. Иркутск, 1986. С. 188.

22. В. П. Блинов, Р. В. Блинова, A. JI. Воронов, А. А. Дутов, Б. Б. Крисси-нсль. Диагностический комплекс антенной системы ССРТ// Исслсд. по гео-магн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1988. Вып. 83. С. 153-167.

23. Смольков Г. Я., Криссинель Б. Б., Дотапов Н. Н., Миллер В.Г., Тресков Т.А.. Сибирский солнечный радиотелескоп// Исслсд. по гсомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1990. Выи. 91. С. 146-158.

24. Smolkov G. Ya., Krissinel В. В, Treskov Т. A., Potapov N. N., Miller V. G. The Siberian Solar Radio Teleskope// Proceedings of Symposium on Nobeyama Radioheliograph (26-28 Nov. 1990,NRO) Japan, 1991. P. 90 - 100.

25. Alissandrakis C., Lubyshev B.I., Krissinel B.B., Treskov T.A., Smolkov G.Ya., Miller V.G., Kardapolova N.N. Two-dimensional solar mapping at 5,2 cm with (he Siberian Solar Radio Teleskope// Solar Physics, 1992. V. 142. P. 341-358.

, 26. Блинов В.П., Блинова P.B., Васин В.И., Деревяшкин Ю.В., Дутов А.А., Криссинель Б.Б., Кузнецова С.М,, Обухов А.Г., Разуваева Е.С., Сергеев Р.Ю., Смольков Г.Я., Ярошенко Е.А. Картографирование радиоизлучения Солнца на крестообразном интерферометре ССРТ// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. Новосибирск: ВО "Наука", 1996. Вып. 104. С. 100-108.

27. Altyntsev А. Т., Dutov A. A.,Grechnev V. V., Konovalov S. К., Krissinel В. В., Lisysian Е. G„ Miller V. G., Rosenraukh Yu. M., Smolkov G. Ya. and Magun A. Millisecond-duration microwave burst observations with the SSRT Fast Data Acquisition System// Solar Physics, 1996. V. 168. P. 145-158.

28. Криссинель Б.Б., Деревяшкин IO.B. Определение инструментального фазового наклона линейных интерферометров по данным наблюдений на ССРТ// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. Новосибирск: ВО "Наука", 1996. Вып. 104. С. 108-113.

29. Криссинель Б.Б., Кузнецова С.М., Максимов В.П. Просовецкий Д.В., Степанов А.П., Шишко А.Ф. Наблюдения спокойных протуберанцев и коро-нальных дыр на волне 5.2 см// XXVII Радиоастрономическая конференция "Проблемы современной радиоастрономии" Санкт-Петербург, 10-14 ноября 1997 г. Тезисы докладов. Том 2. С. 4-5.

30. Г. Я. Смольков, Т. А. Тресков, Б. Б. Криссинель, В. Г. Миллер, В. В. Гречнев, С. К. Коновалов. Сибирский солнечный радиотелескоп. В кн.: Региональный мониторинг атмосферы. Ч. III. Уникальные измерительные комплек-

сы: Коллективная монография/ Под общей редакцией М. В. Кабанова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. 238 с.

31. Б. Б. Криссинель, Р. Ю. Сергеев, А. А. Амосов. Измерения амплитудного и фазового распределений по апертуре мношэлементного интерферометра.// Сб. "Антенны", 1999. Вып. 1(42).

32. Криссинель Б. Б., Кузнецова С. М., Максимов В. П., Просовецкий Д. В., Степанов А. П., Шишко J1. Ф. Наблюдения корональных дыр на волне 5.2 см// Известия РАН, 2000. Т. 64. № 9. С. 1862-1867.

33. В. П. Максимов, Д. В. Просовецкий, Б. Б. Криссинель. Наблюдения ярких корональных точек на волнах 5.2 см и 1.76 см // Письма в АЖ, 2000. (в печати)

34. В.В. Krissinel, S. М. Kuznctsova, V. P. Maksimov, D. V. Prosovctsky, V. V. Grechnev, А. P. Stepanov, and L. F. Shishko. Some Features of Manifestations of Coronal Holes in Microwave Emission// Publ. Astron. Soc Japan, 2000. V.52. №5.

Цитируемая литература:

1. Gopalswamy, N., Shibasaki, K., De Forest, C.E., Bromagc, B.J.I, and Del Zanna, G./ in K.S. Balasubramanian, J.W. Harvey, and D.M. Rabin (eds.) 'Synoptic Solar Physics', 1997. ASP Conference Series.

2. Kosugi, Т., Ishiguro, M. and Shibasaki, К.// Publ. Astron. Soc. Japan, 1986. V. 38. P.l.

3. Papagiannis, M.D. and Baker, KB JI Solar Phys., 1982. V.79. P. 365.

4. Wefer, F.L. Papagiannis, M.D.// Air Force Geophysics Laboratory Scientific Report, 1997. AGFL-TR-77-0292.

5. Боровик В. H., Курбанов М. Ш., Лившиц М. А., Рябов Б. И.// Астрон. ж., 1990. Т. 67. С. 1038-1051.

6. S. R. Habbal, R. S. Ronan, G. L. Withbroe, R. K. Shevgaonkar and M. R. Kundu// Ap. J.,1986. V. 306. P. 740.

7. Q. Fu, M. R. Kundu and E. J. Schmahl// Solar Phys., 1987. V.108. P. 99

8. Kundu M.R., Schmahl E.J., Fu, Q.-J.// Astrophys. J., 1988. V. 325. P. 905.

9. Nitta, N., Bastian, T. S., Aschwanden, M. J., Harvey, K. L., and Strong, K. T.// Publ. Astron. Soc. Japan, 1992. V. 44. L 167.

10. M. R. Kundu, K. Shibasaki, S. Enome and N. Nitta // Ap. J., 1994. V. 431. L

• •

11. С. В. Лесовой, В. И. Васин, В. Г. Занданов. Препринт 8-98. Иркутск -98, Институт солнечно- земной физики РАН.

Автор выражает признательность своим коллегам и всем сотрудникам отдела радиоастрономии, с участием которых был реализован режим картографирования на ССРТ и получены новые наблюдательные данные, за содействие и помощь в выполнении данной работы.

Подготовлено в печать 7.09.2000г. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. листов 1.39. Тираж -100 экземпляров

Изготовлено Центром оперативной полиграфии БИБММ ИГУ 664003 Иркутск, ул. Карла Маркса, 1. Тел. 33-43-95.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ОШИБОК В АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ПОЛЯ МНОГО ЭЛЕМЕНТНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ.

1.1. Обзор литературы.

1.2. Статистические характеристики линий передач СВЧ.

1.3. Фазовые и амплитудные ошибки, возникающие в. фидерной системе интерферометров СВЧ.

1.4. Ошибки, обусловленные погрешностями изготовления и пространственной установки антенных постов.

1.5. Оценка влияния ошибок на параметры ССРТ.

Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ФАЗИРОВАНИЯ БОЛЬШИХ.

МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ.

2.1. Основные методы настройки радиоинтерферометров.

2.2. Метод модулированных отражений.

2.3. Фазирование по источнику в ближней зоне интерферометра.

2.4. Фазирование двухэлементных интерферометров по. космическому радиоисточнику.

2.5. Использование особенностей пространственного спектра. корреляционных интерферометров.

Выводы.

ГЛАВА 3. ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС АНТЕННОЙ.

СИСТЕМЫ ССРТ.

3.1 Введение.

3.2. Аппаратура диагностического комплекса.

3.3. Измерения амплитудного распределения.

3.4. Измерения фазового распределения.

3.5. Определение параметров базы интерферометров ССРТ.

Выводы.

ГЛАВА 4. ДВУМЕРНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ССРТ.

4.1. Особенности реализации двумерного режима работы.

4.2. Построение двумерных изображений радиоизлучения Солнца.

4.3. Основные характеристики получаемых радиокарт Солнца.

Выводы.

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СЛАБОКОНТРАСТНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В КОРОНЕ СОЛНЦА.

5.1. Результаты исследования микроволнового излучения ярких корональных точек.

5.1.1. Введение.

5.1.2. Методика исследований и результаты наблюдений на ССРТ.

5.1.3. Анализ результатов одновременных наблюдений на ССРТ и NoRH.

Выводы.

5.2. Результаты исследования микроволнового излучения корональных дыр

5.2.1. Особенности проявления корональных дыр в радиодиапазоне.

5.2.2. Результаты наблюдений корональных дыр на волне 5.2. см.

5.2.3. Анализ данных наблюдений микроволнового излучения корональных

Выводы.

Успехи в изучении физики солнечной активности связаны в последние десятилетия с развитием инструментальной базы исследований, благодаря чему стал возможным постоянный мониторинг Солнца в мягком и жестком рентгеновском излучении, в ряде линий ультрафиолетового диапазона с помощью спутников YOHKOH, SOHO, в микроволновом диапазоне на радиотелескопах с высоким угловым разрешением VLA, РАТАН- 600, обсерваторий Нобеяма, ИСЗФ СО РАН, а также на метровых волнах (обсерватория в Нанси). Расширение и резкое ускорение обмена данными между обсерваториями благодаря повсеместному внедрению сети Internet позволяют эффективно проводить международные кооперативные программы исследований, объединяющие усилия ученых из различных обсерваторий мира на изучении конкретных явлений по важнейшим направлениям в исследовании физики Солнца, связанным со вспышками, выбросами корональной массы, протуберанцами, корональными дырами, волокнами и т. п.

Наблюдения на Сибирском солнечном радиотелескопе (ССРТ) на волне 5.2 см органично дополняют данные, получаемые на других крупнейших радиотелескопах мира при исследовании солнечной короны. ССРТ создавался для изучения активных областей в атмосфере Солнца, причем по проекту предполагалось, что будут уверенно обнаруживаться источники, превышающие по яркости спокойное Солнце в 10 раз и более. Однако проведенное в ходе эксплуатации инструмента снижение шумов антенной системы позволило поставить задачу исследования и слабоконтрастных образований в радиоизлучении Солнца, таких как темные волокна, корональные дыры, а также рентгеновские точки. Большой интерес исследователей к этим образованиям обусловлен как необходимостью понимания физических процессов нагрева солнечной короны, развития и разрушения волокон, условий формирования и эволюции корональных дыр и связанных с ними высокоскоростных потоков солнечного ветра, так и значительным влиянием этих образований на околоземное космическое пространство.

Микроволновое излучение генерируется в переходной области и нижней короне, поэтому наблюдения в сантиметровом диапазоне длин волн могут способст5 вовать успешной диагностике физических условий в волокнах и корональных дырах. До наблюдений на ССРТ было установлено, что в длинноволновой части радиоизлучения (8 см - 1.87 м) корональные дыры уверенно выделяются на фоне спокойного Солнца как области с пониженной яркостной температурой, в диапазоне от 1.76 см до 8 мм они ярче спокойного Солнца, а на волцр 3 мм не отличаются от участков спокойного Солнца. В диапазоне от 2 до 4 см существовали противоречивые результаты: сообщалось как о пониженной, так и повышенной яркостной температуре в корональных дырах по сравнению со спокойным Солнцем [85,96,114,128]. Эти результаты, не согласующиеся с известными моделями атмосферы [10,114], свидетельствуют о сложности и неоднозначности процессов, происходящих вблизи границы с хромосферой, а также о важности исследований корональных дыр в диапазоне волн 4-6 см, где до настоящего времени практически не было наблюдений. Не менее важной представляется и задача изучения пространственной структуры корональных дыр. Такие исследования могут проводиться только на инструментах с высоким двумерным угловым разрешением. Но крупнейший в мире интерферометр УЬА из-за ограниченного поля зрения трудно использовать для исследований корональных дыр, а РАТАН-600 имеет высокое угловое разрешение только по одной координате.

Для наблюдений корональных дыр в микроволновом диапазоне необходимо, чтобы на получаемых изображениях уверенно регистрировались детали с яркостной температурой, отличающиеся от температуры участков спокойного Солнца на (3-6)%. В то же время по проекту ССРТ уровень шумов на изображениях составлял 6000 К или около 40% от уровня спокойного Солнца. Поэтому для достижения необходимой чувствительности потребовалось оснащение инструмента малошумя-щими усилителями, значительное улучшение настройки антенной системы, а также использование методов накопления сигналов при построении изображений.

Значительный интерес представляет и исследование микроволнового излучения ярких корональных точек, наблюдения которых доступны только инструментам с высоким угловым разрешением и достаточной чувствительностью и поэтому до сих пор эпизодически проводились, в основном, на крупнейшем радиотелескопе 6

УЬА на волнах 6 и 20 см [79,87,100,113]. Было отмечено, что корональные точки имеют сложную структуру, которая непрерывно изменяется с периодами около 2 мин., что время жизни точек, в основном, меньше 30 мин., а яркостная температура их отличается от температуры спокойного Солнца не более чем в 3-4 раза. В то же время из этих наблюдений, а также из наблюдений на волне 1.76 см, проведенных Кунду, Шибасаки и др. на радиогелиографе обсерватории Нобеяма [101], следует, что точного соответствия корональных точек на разных длинах волн нет. Наряду со случаями точного совпадения, существуют точки, видимые на одной длине волны и отсутствующие в другой. Это обстоятельство может отражать реальные особенности высотной структуры ярких корональных точек, но может быть обусловлено и несовпадением наблюдений по времени, и различием в свойствах этих образований. Выяснение этих обстоятельств имеет большое значение для понимания физической природы ярких корональных точек.

Цель работы:

Целью настоящей работы является создание комплекса аппаратурно-программных средств, обеспечивающих картографирование на ССРТ слабоконтрастных образований в микроволновом излучении Солнца, и получение на этой основе новых данных о микроволновом излучении корональных дыр и ярких корональных точек.

ССРТ представляет собой крестообразный интерферометр на волну 5.2 см, сооруженный в урочище Бадар в 220 км к югу от Иркутска. Он состоит из 256 параболических антенн диаметром 2.5 м, расположенных с шагом 4.9 м по направлениям восток-запад и север-юг. При работе в корреляционном режиме ССРТ обладает "карандашной" диаграммой направленности с угловыми размерами до 21". Формирование изображения Солнца в этом режиме производится за счет дискретного сканирования луча по высоте путем организации многочастотного приема и непрерывного сканирования по траектории движения центра солнечного диска вследствие вращения Земли. В ССРТ используется два приемника: 180-канальный, построенный на аналоговых фильтрах, и акустооптический, число каналов у которого с 1999 г. равно 500. Инструмент позволяет получать двумерные изображения Солнца 7 в поляризованном по кругу и неполяризованном излучении и одновременно проводить наблюдения на линейных интерферометрах с временным разрешением 14 мс.

Антенны ССРТ имеют кассегреновскую систему облучения. Выделение поляризованного излучения производится с помощью модуляторов, работающих на принципе фарадеевского вращения плоскости поляризации и установленных на каждой антенне. Опорно-поворотное устройство (ОПУ) выполнено в виде монтировки экваториального типа. Синхронное движение антенн осуществляется с помощью цифровой системы управления на шаговых двигателях.

Сложение сигналов производится с помощью волноводов по двоичной парал-лелыю-последовательной схеме. Для компенсации затухания в трактах после сложения сигналов от каждых 16 антенн используются малошумящие усилители. Самые длинные тракты охвачены системой автоматического фазирования, основанной на введении контрольного сигнала в тракты ближайших антенн двух соседних групп. Для удобства обслуживания и повышения фазовой стабильности фидерной системы волноводные тракты, а также кабели управления проложены в подземном тоннеле, а управляющая и контрольная аппаратура размещены в специальных нишах.

После ввода в эксплуатацию (1984 г.) на ССРТ непрерывно велись работы по модернизации оборудования с целью улучшения наблюдательных возможностей инструмента. В частности, в 1986 г. установленные в группах антенн усилители на туннельных диодах с шумовой температурой 2000° были заменены транзисторными с температурой 700°. В 1999 г. их сменили транзисторные усилители второго поколения, у которых шумовая температура не превышает 60°. Автор принимал непосредственное участие в создании ССРТ и модернизации его систем. В 1998 г. в составе авторского коллектива был удостоен премии Правительства РФ за создание ССРТ.

Одной из основных и актуальных проблем при создании интерферометров является обеспечение синфазности по апертуре инструмента. В ССРТ трудности в решении этой задачи обусловлены большим числом антенн и соединительных линий, а также использованием частотного сканирования. В то же время при наблю8 дениях слабоконтрастных образований необходима высокая точность настройки антенной системы, чтобы не допустить снижения коэффициента направленного действия (КНД) радиотелескопа из-за амплитудных и фазовых ошибок.

Возможности получения диаграммы направленности с минимальными искажениями определяются применяемыми методами измерения амплитуды и фазы по апертуре инструмента, фазовой стабильностью трактов, точностью наведения антенн, а также уровнем некорректируемых ошибок. Последний вид ошибок, к которым можно отнести неравномерность коэффициента передачи трактов в диапазоне частот, смещение положения антенных постов в пространстве и т. п., существенно ограничивает возможности настройки радиотелескопа и требует детального рассмотрения. В частности, существенное значение могут иметь флуктуации коэффициентов отражения и передачи волноводных трактов в диапазоне частот.

Получение изображений Солнца в двумерном режиме работы ССРТ связано с решением ряда достаточно сложных технических задач по устранению влияния на корреляционный сигнал мощных откликов от ортогональных решеток инструмента, обеспечению синфазности этих решеток, а также с разработкой алгоритмов и программ построения карт.

На основании изложенного были сформулированы следующие основные задачи настоящей работы:

1. Исследование возможностей формирования диаграммы направленности ССРТ с минимальными искажениями.

2. Разработка методов измерения амплитудных и фазовых ошибок, позволяющих повысить точность и оперативность настройки ССРТ.

3. Разработка технических решений и программного обеспечения для получения изображений Солнца в двумерном режиме работы ССРТ.

4. Получение новых данных о микроволновом излучении ярких корональных точек.

5. Исследование микроволнового излучения корональных дыр по данным наблюдений на ССРТ. 9

Научная новизна работы:

1. Теоретически и экспериментально исследованы источники фазовых и амплитудных ошибок по апертуре многоэлементных интерферометров. При этом определены статистические характеристики коэффициента отражения, модуля и фазы коэффициента пропускания трактов СВЧ- диапазона. Проведены экспериментальные исследования фазовой стабильности волноводных трактов.

2. Разработан и исследован ряд новых методов настройки многоэлементных интерферометров.

3. Разработана схема перемножения сигналов линейных интерферометров с помощью двух фазовых модуляторов в корреляционном режиме работы радиотелескопа.

4. Разработаны алгоритм и пакет программ построения на ССРТ двумерных изображений Солнца, обеспечена возможность регулярных наблюдений слабоконтрастных образований в короне Солнца.

5. Проведено исследование микроволнового излучения ярких корональных точек по наблюдениям на ССРТ с привлечением данных наблюдений на радиогелиографе обсерватории Нобеяма. При этом выяснены причины частого отсутствия "партнеров" на волнах 5.2 и 1.76 см, определен механизм генерации микроволнового излучения корональных точек.

6. Впервые проведены наблюдения пространственной структуры корональных дыр на волне 5.2 см. По данным наблюдений на ССРТ и Ко11Н и на основании модельных расчетов исследованы особенности проявления корональных дыр в микроволновом излучении. Предложенные в работе методы и устройства защищены 9 авторскими свидетельствами СССР об изобретении.

Научная и практическая ценность работы:

1. Создан комплекс аппаратурно-программных средств, позволяющий проводить оперативную диагностику состояния антенно-фидерной системы и получать высококачественный наблюдательный материал в двумерном режиме работы ССРТ.

10

2. Получены новые результаты в исследовании микроволнового излучения ярких корональных точек, обнаружена новая закономерность в распределении температур по высоте в корональных дырах, дано объяснение особенностей проявления корональных дыр в диапазоне длин волн 2-5 см.

Практическая ценность работы заключается также в расширении наблюдательных возможностей и повышении эффективности использования ССРТ. Результаты исследований были использованы в ряде НИР, выполненных по заказам ЦНИИ "Комета" и НИИДАР.

Апробация.

Основные вопросы и научные положения по теме диссертации были доложены на ряде конференций по радиоастрономии (Горький, 1972; Пущино, 1975; Ереван, 1978; 1982; Иркутск, 1986; Ереван, 1989; Санкт- Петербург, 1995; 1997), Международной конференции по солнечной физике (Троицк Моск. обл., 1999), IV Всесоюзной научно-технической конференции по антеннам и фидерным трактам для радиосвязи, радиовещания и телевидения (Москва, 1977), XXVIII Московской международной конференции по теории и технике антенн (Москва, 1998), международных совещаниях: III Regional General Assembly of IAN (Kioto, Japan, 1984), IOSO meeting on Solar Physics (Trieste, Italy, 1984), CESRA Workshop (Caputh, Potsdam, Germany, 1994) на выездной сессии Антенной секции Научного совета АН СССР по проблеме "Радиоастрономия" (Иркутск, 1983), на семинарах в ИСЗФ СО РАН.

Практической апробацией ряда рассматриваемых в диссертации вопросов явилось использование результатов исследований при создании и модернизации ССРТ.

В диссертации выносятся на защиту:

I. Создание комплекса аппаратурно-программных средств, позволяющих проводить оперативную диагностику состояния антенно-фидерной системы и получать высококачественный наблюдательный материал в двумерном режиме работы ССРТ: ( '

1.1. Методы и схемы измерения распределения фазы по апертуре многоэлементных интерферометров:

11

-по источнику в ближней зоне интерферометра,

-путем измерения фазы отклика отдельных пар антенн относительно фазы первой гармоники отклика решетки во время наблюдений Солнца,

-схема, использующая разделение во времени измерений сигналов пар антенн и всей решетки,

1.2. Разработка и создание диагностического комплекса антенной системы, позволяющего корректировать наведение антенн и проводить измерение фазового распределения по апертуре решеток ССРТ во время штатных наблюдений.

1.3. Метод перемножения сигналов линейных интерферометров ССРТ с помощью двух фазовых модуляторов и пакет программ построения изображений Солнца.

II. Результаты исследования микроволнового излучения слабоконтрастных образований в короне Солнца:

2.1. Обнаружено, что на волне 5 см корональные дыры проявляются как области пониженного микроволнового излучения по сравнению со спокойным Солнцем, полностью или частично совпадая с корональными дырами в ультрафиолетовом излучении. На основании модельных расчетов различие в проявлении КД объясняется различиями в электронной концентрации и температуре в разных КД или разных частях их. Влияние этих параметров особенно сильно проявляется в диапазоне длин волн 2-5 см, где в зависимости от частных значений электронной концентрации и температуры КД могут не выделяться на уровне спокойного Солнца или выделяться как области пониженной или повышенной интенсивности микроволнового излучения.

2.2. В результате одновременных наблюдений на волнах 5.2 см и 1.76 см (N0111-1) обнаружены новое явление: в корональных дырах существуют участки, на которых уменьшение яркостной температуры на волне 5.2 см сопровождается повышением интенсивности излучения на волне 1.76 см.

2.3.Установлено, что наиболее вероятным механизмом излучения ярких корональных точек в широком диапазоне длин волн от 1.76 см до 20 см является тепловое тормозное излучение оптически тонкой плазмы. Основные характеристики из

12 лучения корональных точек на волне 5.2 см совпадают с данными исследований по наблюдениям на УЪА и Ко1Ш.

Структура и объем работы:

Работа состоит из введения, пяти глав и заключения.

Содержание работы.

В первой главе, посвященной анализу основных источников фазовых и амплитудных ошибок в многоэлементных интерферометрах СВЧ- диапазона особое внимание уделено ошибкам, возникающим из-за переотражений сигнала между не-однородностями в волноводных трактах радиотелескопа. При исследовании статистических характеристик трактов применена модель линии передач с неоднородно-стями в виде препятствий нулевой толщины. В этом случае матрица рассеяния неоднородности полностью определяется комплексным коэффициентом отражения г. Это позволило определить законы распределения модуля коэффициента отражения на входе линии, фазы и модуля коэффициента пропускания в диапазоне частот и с учетом затухания на неоднородностях, создать методику расчета параметров тракта.

Экспериментальная проверка выведенных соотношений проводилась на установке, содержащей два идентичных волноводных тракта длиной по 160 м. Получено достаточно хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений параметров трактов, подтвержден теоретический вывод о характере флуктуаций фазы коэффициента пропускания. На основании созданной методики была сделан расчет уровня некорректируемых фазовых ошибок из-за неоднородностей в трактах.

Среди других источников ошибок наименее изученным оказался вопрос фазовой стабильности волноводных трактов. В связи с этим было проведено экспериментальное исследование стабильности длинных волноводных трактов на той же установке. Полученные оценки плотности распределения модуля разности фаз позволили сделать прогноз фазовой стабильности волноводных трактов ССРТ и определить требования по частоте измерений фазового распределения.

Рассмотрены искажения амплитудно-фазового распределения по апертуре интерферометров ССРТ вследствие смещения антенных постов в пространстве отно

13 сительно расчетного положения, а также ряда других ошибок при изготовлении и работе опорно-поворотных устройств. Показано, что после ввода процедуры ежедневного контроля амплитудного распределения точность наведения антенных элементов возросла не менее чем в 5 раз.

Результаты анализа основных ошибок по апертуре решеток позволили оценить их влияние на диаграмму направленности ССРТ. Эти оценки сделаны для трех этапов работы ССРТ, связанных с применением различных типов антенных усилителей. Показано, что величина среднеквадратичной фазовой ошибки по апертуре инструмента к настоящему времени снижена с 40° до 7°. В результате при оптимальном выравнивании фазового распределения величина снижения КНД может составить всего 15%, в то время как в первые годы это снижение превышало 50%.

Вторая глава посвящена методам фазирования больших многоэлементных интерферометров. Анализ известных схем метода модулированных отражений позволил разработать схему фазового компаратора повышенной чувствительности, применявшегося для выравнивания электрических длин отдельных трактов ССРТ. Этот прибор рассчитан на модуляцию отражателей разными частотами и использует для подавления немодулированных сигналов фазовую модуляцию гетеродина.

Рассмотрены возможности фазирования по источнику сигнала, установленному в ближней зоне интерферометра. Предложен метод, основанный на интерференционном принципе и заключающийся в сравнении огибающих сигналов, как принятых, так и отраженных от двух настраиваемых антенн радиотелескопа, при линейном изменении частоты контрольного сигнала. Полигонные испытания метода, проведенные на 8-элементном интерферометре, подтвердили возможность устранения влияния волны, отраженной от земной поверхности, а также установки источника в ближней зоне антенн интерферометра. Данный метод, а также схемы, реализующие его, в том числе схемы с фазовой модуляцией сигнала, отличаются высокой оперативностью, но не учитывают ошибю! пространственной установки антенн. 1

Далее рассмотрены особенности измерения фазового распределения путем наблюдения радиоисточников отдельными парами антенн интерферометра. Для на

14 стройки ССРТ из-за небольшой площади антенн приходится использовать наблюдения Солнца. Предложен способ, устраняющий искажения результатов измерений из-за смещений центра тяжести радиоизлучения Солнца. Он основан на том, что фаза низкочастотных гармоник спектра диаграммы направленности эквидистантных линейных интерферометров слабо зависит от величины фазовых и амплитудных ошибок по апертуре инструмента. Поэтому фаза первой гармоники отклика интерферометра при наблюдении Солнца может служить эталоном для измеряемой пары антенн. Выделение отклика выбранной пары антенн производится модуляцией сигналов антенн разными частотами.

Данный метод отличается простотой и достаточно хорошей оперативностью; на его основе был создан диагностический комплекс антенной системы ССРТ. Но при таких измерениях невозможно установить наличие постоянного линейного набега фазы по апертуре решетки, что важно, например, при синтезе двумерных изображений по данным одномерных наблюдений. В связи с этим рассматривается способ определения инструментального фазового наклона интерферометров по данным наблюдений активных областей на Солнце.

Исследовались возможности сокращения времени измерений фазовых ошибок путем использования особенностей спектра корреляционных интерферометров. Рассмотрены методы, основанные на формировании аппаратным путем компаунд -интерферометров или перемножении сигналов секций решеток. Показано, что недостаточно высокое соотношение сигнал-шум в высокочастотной области спектра откликов не позволяет получить удовлетворительную точность определения фазы антенн линейных интерферометров. Значительно лучшие результаты получаются при анализе спектра отклика от изолированного источника на Солнце, когда ССРТ работает в Т-образной схеме.

В главе 3 рассматривается диагностический комплекс антенной системы ССРТ, созданный для систематического контроля и измерений амплитудного и фазового распределений по решеткам радиотелескопа, а также для корректировки наведения антенн. В основу измерений фазового распределения положен разработанный метод измерений фазы отдельных пар антенн во время наблюдений Солнца.

15

Для получения амплитудного распределения измеряются сигналы отдельно от каждой антенны. Рассмотрены особенности аппаратурной реализации, характеристики отдельных устройств комплекса, проведен анализ погрешностей амплитудных и фазовых измерений для трех этапов работы ССРТ, соответствующих применению антенных усилителей различного типа. Приведены результаты исследования схемы, позволяющей резко повысить оперативность и точность фазовых измерений за счет разделения по времени приема сигналов от всей решетки и от выбранной пары антенн. В принятом режиме на измерения всех пар антенн ССРТ с погрешностью 0.8°-1.2° затрачивается около 80 минут.

В последнем параграфе рассмотрена возможность определения ошибок пространственной установки антенн по данным фазовых измерений, приведены результаты определения параметров базы одной из групп антенн ССРТ путем решения системы уравнений методом наименьших квадратов.

Четвертая глава посвящена проблеме получения двумерных изображений Солнца при работе ССРТ в крестообразном режиме. При технической реализации этого режима особое внимание уделено устранению искажений изображения, возникающих вследствие паразитной амплитудной модуляции фазового модулятора 0 / п, с помощью которого производится перемножение сигналов линейных интерферометров. Предложена схема перемножения с двумя фазовыми модуляторами, работающими на разных частотах. Рассмотрены способы юстировки трактов в двумерном режиме: по уровню сигналов на получаемых изображениях и по данным анализа гармоник откликов, получаемых при специальной схеме модуляции сигналов решеток ССРТ.

Описывается алгоритм формирования радиокарты, учитывающий ряд особенностей инструмента, обусловленных ограничениями по ширине частотного диапазона и частотному разнесению каналов. Он основан на расчете угловых координат каждой строки и построении карты в экваториальной системе координат.

В последнем параграфе четвертой главы анализируются искажения получаемых изображений, оценивается динамический диапазон и чувствительность по яр-костной температуре.

16

В пятой главе приведены результаты исследований слабоконтрастных образований в радиоизлучении Солнца. Первый раздел посвящен исследованию микроволнового излучения ярких корональных точек, проведенному по результатам наблюдений на ССРТ в июне, июле и октябре 1996 г. с привлечением изображений Солнца, полученных на N01111 в отдельные дни этого периода.

Яркие корональные точки на изображениях ССРТ не обладают тонкой структурой, а их размеры заключены в интервале от 25" до 93" со средним значением 60" . Размеры источников в микроволновом излучении превышают размеры в рентгеновском излучении в 2-5 раз, что в определенной степени является следствием быстрых изменений структуры корональных точек, отмечавшихся в рентгеновском излучении. Величина яркостной температуры Т я источников находится в пределах

25000-79000 К со средним значением 47000 К. Распределения микроволновых корональных ярких точек по широте и по угловому расстоянию от центрального меридиана согласуются с результатами, полученными по наблюдениям в рентгеновском излучении.

Сопоставление яркостных температур корональных точек, наблюдавшихся на ССРТ и ШКН, показало, что среднее значение отношения Тя равно 0.108±0.002.

Это достаточно близко к расчетному значению 0.112, полученному в предположении, что механизмом микроволнового излучения является тепловое тормозное излучение оптически тонкой плазмы. Среди точек с отношениями Тя, существенно отличающимися от 0.112, 60 % имели Тя на волне 1.76 см менее 12000 К. Анализ показал, что измерение величинТя, близких к температуре спокойного Солнца, на оказывается неточным из-за процедуры "чистки" при получении изображений Этим же можно объяснить и отсутствие у ярких корональных точек с небольшой величиной Тя на длине волны 5.2 см "партнеров" на длине волны 1.76 см.

В работе сделано сравнение результатов наблюдений корональных точек на ССРТ, N01113 и УЬА (6 см и 20 см). Значения измеренных яркостных температур согласуются по всем длинам волн в предположении, что механизмом генерации излучения этих образований является тепловое тормозное излучение оптически тон

17 кой плазмы. Достаточно хорошее совпадение получено и по значениям высот коро-нальных точек.

Во втором разделе данной главы приводятся результаты наблюдений в 19961998 г. на ССРТ корональных дыр (КД) в микроволновом излучении. В результате проведенных исследований выявились особенности проявления КД на длине волны 5.2 см. В одних случаях КД как области пониженной яркостной температуры достаточно уверенно регистрируются на фоне спокойного Солнца вплоть до совпадения границ КД в ультрафиолетовом (УФ) и микроволновом излучении. В других случаях на радиоизображениях видны только отдельные участки дыр и хорошее совпадение границ дыр в УФ и микроволновом излучении наблюдается только в отдельные промежутки времени. С помощью модельных расчетов показано, что различия в проявлении КД могут быть объяснены вариациями электронной концентрации и температуры в различных частях одной и той же дыры. Влияние этих параметров особенно сильно проявляется в диапазоне длин волн 2-5 см, где в зависимости от частных значений электронной концентрации и температуры КД могут не выделяться на уровне спокойного Солнца или выделяться как области пониженной или повышенной интенсивности микроволнового излучения. Для объяснения повышенного излучения КД на волне 1.76 см в работе [85] рассмотрены некоторые механизмы дополнительного нагрева хромосферы в КД. Вообще говоря, этот эффект можно получить в рамках классических представлений о нагреве хромосферы и корны волнами, генерируемыми конвективными движениями в подфотосферных слоях. В таком приближении отсутствие различий между КД и спокойной областью на длинах волн 3 мм и ниже говорит о том, что волновой поток, приходящий в эти области из-под фотосферы, одинаков по величине. В то же время температуры КД на уровне переходной зоны и нижней короны меньше, чем температура спокойной области. Это означает повышенную диссипацию волнового потока в КД на высотах ниже переходной зоны и, следовательно, повышенную температуру КД по сравнению со спокойной областью. В таком случае можно сделать вывод: чем темнее КД на длинах волн радиоизлучения, генерируемого в короне, тем ярче она должна быть на длинах волн радиоизлучения, генерируемого в

18 хромосфере. Детальное исследование этого явления было проведено по результатам одновременных наблюдений на ССРТ и радиотелескопе обсерватории в Но-беяма с 20 по 26 апреля 1998 г. корональной дыры в южной части солнечного диска. В распределении яркостных температур по КД были обнаружены локальные участки, существовавшие несколько дней и имевшие необычную зависимость хода температур на волнах 5.2 и 1.76 см: уменьшение яркостной температуры на волне 5.2 см сопровождается повышением интенсивности излучения на волне 1.76 см.

В заключении излагаются основные результаты работы.

Необходимо отметить, что создание комплекса программных и аппаратурных средств, обеспечивающих двумерный режим работы ССРТ, а также проведение наблюдений и обработки данных - это труд большой группы сотрудников отдела радиоастрономии ИСЗФ СО РАН. Личный вклад автора заключался в постановке задач, разработке принципиальных решений и алгоритмов, решении методических вопросов. Совместно с соавторами были проведены исследования созданных методов и устройств, корреляционного режима работы ССРТ, выбор наблюдательного материала, анализ и интерпретация полученных результатов.

19

Основные результаты диссертации сводятся к следующему.

I. Проведены теоретические и экспериментальные исследования, направленные на реализацию потенциальных возможностей ССРТ - обеспечение параметров диаграммы направленности, близких к расчетным, и получение изображений Солнца в двумерном режиме работы инструмента. При этом:

1. Разработан метод расчета статистических параметров трактов СВЧ - диапазона, что позволило оценить уровень некорректируемых фазовых ошибок, возникающих в трактах из-за случайных неоднородностей и ограничивающих точность настройки интерферометров в диапазоне частот.

2. Проведено экспериментальное исследование фазовой нестабильности длинных волноводных трактов.

3. На основе анализа возможных источников фазовых и амплитудных ошибок в антенно-фидерной системе интерферометров СВЧ произведена оценка их влияния на параметры ССРТ, определены требования к методам настройки радиотелескопа.

4. Предложен и исследован ряд методов и схем измерения фазового распределения по апертуре многоэлементных интерферометров: метод фазирования трактов по источнику, установленному в ближней зоне интерферометра, с частотной или фазовой модуляцией сигнала; метод измерения фазы отдельных пар антенн во время регулярных наблюдений излучения Солнца; метод быстрого измерения фазового и амплитудного распределений по апертуре линейных интерферометров ССРТ, использующий разделение по времени измерений и наблюдений; схема фазового компаратора повышенной чувствительности.

Разработан способ определения величины линейного фазового набега по апертуре интерферометра.

176

5 Создан диагностический комплекс антенной системы ССРТ для регулярных измерений амплитудного и фазового распределений по апертуре решеток ССРТ и корректировки наведения антенн.

6. Исследована методика определения ошибок установки антенн по данным систематических фазовых измерений.

7. Разработана схема перемножения сигналов линейных интерферометров с помощью двух фазовых модуляторов в корреляционном режиме работы ССРТ.

8. Разработаны алгоритм и пакет программ построения на ССРТ двумерных изображений Солнца.

П. Проведенные исследования слабоконтрастных образований по данным наблюдений на ССРТ позволили получить следующие результаты:

1. Установлено, что наиболее вероятным механизмом излучения ярких коро-нальных точек в широком диапазоне длин волн от 1.76 см до 20 см является тепловое тормозное излучение оптически тонкой плазмы. Основные характеристики излучения корональных точек на волне 5.2 см совпадают с данными исследований по наблюдениям на VLA и NoRH.

2. Обнаружено, что на волне 5.2 см корональные дыры проявляются как области пониженного микроволнового излучения по сравнению со спокойным Солнцем, полностью или частично совпадая с корональными дырами в крайнем ультрафиолетовом излучении. На основании модельных расчетов различие в проявлении КД объясняется различиями в электронной концентрации и температуре в разных КД или разных частях их. Влияние этих параметров особенно сильно проявляется в диапазоне длин волн 2-5 см, где в зависимости от частных значений электронной концентрации и температуры КД могут не выделяться на уровне спокойного Солнца или выделяться как области пониженной или повышенной интенсивности микроволнового излучения.

3. В результате одновременных наблюдений на волнах 5.2 см и 1.76 см (NoRH) обнаружено новое явление: в корональных дырах существуют участки, на которых уменьшение яркостной температуры на волне 5.2 см сопровождается повышением интенсивности излучения на волне 1.76 см.

177

Результаты проведенных исследований микроволнового излучения корональ-ных дыр и ярких корональных точек открыли огромные потенциальные возможности Сибирского солнечного радиотелескопа по изучению слабоконтрастных образований в короне Солнца. В настоящее время только на двух крупнейших радиотелескопах - ССРТ и радиогелиографе обсерватории Нобеяма можно систематически проводить такие исследования в микроволновом диапазоне с высоким угловым разрешением. При этом, как было показано в работе, использование одновременных наблюдений на этих инструментах дает новую информацию о структуре переходной зоны корональных дыр, которая не может быть получена из наблюдений в других диапазонах.

В этой связи представляется важной планируемая реконструкция ССРТ, в результате которой наблюдения будут проводиться на ряде частот микроволнового диапазона. Это позволит более детально, чем сейчас, исследовать область переходной зоны и нижней короны корональных дыр, изучать механизмы нагрева корональных дыр и ярких корональных точек.

Следует также отметить, что в годы максимума солнечной активности исследования слабоконтрастных образований на ССРТ практически невозможны без применения процедур восстановления изображений. Поэтому остро необходимо завершение работ по созданию соответствующего программного обеспечения, ввод его в систему обработки данных регулярных наблюдений.

178

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Альтман Дж. Устройства СВЧ. М.: Мир, 1968. 487 с.

2. Баарс и др. Радиотелескоп апертурного синтеза в Вестерборке// ТИИЭР, 1973. №9. С. 115-128.

3. Беспалов В. И, Гапонов А. В. Влияние малых неоднородностей на распространение электромагнитных волн в периодических структурах// Радиотехника и электроника, 1956. № 6. С. 772-784.

4. Беспалов В. И. О статистических характеристиках коэффициента отражения в случайных неоднородных линиях передачи// Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1959. № 5. С. 711-719.

5. В. П. Блинов, Р. В. Блинова, A. J1. Воронов, А. А. Дутов, Б. Б. Криссинель. Диагностический комплекс антенной системы ССРТ// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1988. Вып. 83. С.153-167.

6. Брейсуэлл Р. Н. и др. Станфордский пятиэлементный радиотелескоп// ТИИЭР, 1973. Т. 61. №9. с. 103-114.

7. Бова Н. Т., Каплан Э. Н., Лайхтман И. Б. Расчет однородной линии с произвольным числом сосредоточенных неоднородностей// Изв. Вузов. Радиотехника, 1962. №3. С. 376-380.

8. Бова Н. Т., Толстиков Ю. В. Нестационарные волновые процессы в системах с многократными отражениями// Изв. ВУЗов. Радиоэлектроника, 1972. №10. С.1253-1252.

9. Ю.Боровик В. Н, Курбанов М. Ш., Лившиц М. А., Рябов Б. И. Корональные дыры на фоне спокойного Солнца: Анализ наблюдений на РАТАН-600 в диапазоне 2-32 см//Астрон. ж., 1990. Т. 67. С. 1038-1051.

10. А. Л. Воронов, Б. Б. Криссинель. Определение параметров базы многоэле179ментного интерферометра// XVIII Всесоюзная радиоастрономическая конференция. Радиотелескопы и интерферометры: Тезисы докладов. 4.2. Иркутск, 1986. С. 188.

11. Воропаев Ю. П., Маковоз Ю. И. Коэффициент отражения для волновода с большим числом неоднородностей// Изв. ВУЗов. Радиотехника, 1965. №5. С. 140142.

12. Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1971. 1108 с.

13. Гельфрейх Г. Б. Радиоастрономический способ юстировки антенн переменного профиля//Изв. ГАО, 1972. №188. С. 139-151.

14. Герценштейн M. Е., Васильев В. Б. Волноводы со случайными неоднород-ностями и броуновское движение в плоскости Лобачевского// Теория вероятности и ее применение, 1959. Вып. 4. С. 424-431.

15. Делануа, Лакруа, Блюм. 8-мм интерферометр для солнечной радиоастрономии (Бордо, Франция)//ТИИЭР, 1973. Т. 61. № 9. С. 150-153.

16. Дравских А. Ф., Стоцкий А. А., Финкелылтейн А. М., Фридман П. А. Тропосферные ограничения на точность фазовых измерений координат в астрономии // Известия CAO. Астрофизические исследования, 1978. Т. 10. С. 108-119.

17. Есепкина Р. А. Исследование частотной характеристики длинного фидера с периодическим, изменяющимся по длине, волновым сопротивлением// Труды ЛПИим. М. И. Калинина, 1955. № 181. С. 51-59.

18. Есепкина Н. А., Корольков Д. В., Парийский Ю. Н. Радиотелескопы и радиометры. М.: Наука, 1973. 475 с.

19. Инженерно-технический справочник по электросвязи. Радиорелейные линии. М.: Связь, 1971. 440 с.

20. Кочетов В. А. Способ фазирования волноводных трактов СВЧ- интерферометров// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1974. Вып. 31. С. 110-114.

21. Кременецкий С. Д., Путилов В. А., Рисовер Л. М., Смольков Г. Я. Методы построения и обработки радиоизображений Солнца / Под ред. А. А. Пистолькорса. М.: Наука, 1983. 128 с.180

22. Б. Б. Криссинель. Статистические параметры линии передачи СВЧ- диапазона// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1973. Вып. 26. С.180-186.

23. Б. Б. Криссинель, Т. А. Тресков. Особенности фазирования широкополосных трактов// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1974. Вып. 31. С.119-125.

24. Б. Б. Криссинель. Паразитная модуляция в интерферометрах// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1975. Вып. 37. С. 236-242.

25. Б. Б. Криссинель, В. Г. Миллер. Экспериментальное исследование фазовой стабильности волноводных трактов // Известия ВУЗов. Радиофизика, 1976. Т. XIX. №11. С. 1662-1667.

26. Б. Б. Криссинель. Структура системы автоматического фазирования трактов многоэлементного радиоинтерферометра// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1977. Вып. 42. С.169-175.

27. Б. Б. Криссинель. Статистические характеристики коэффициента передачи трактов СВЧ- диапазона // Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1977. Вып. 42. С.152-160.

28. Б. Б. Криссинель. Методы фазирования остронаправленных решеток СВЧ-диапазона// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1977. Вып. 42. С.160-169.

29. Криссинель Б. Б. Устройство для настройки антенных решеток. Авт. свид. СССР №633104, кл. Н 01 Q 21/00, опубл. 15.11.78.// Открытия, изобретения, пром. образцы, знаки, 1978. № 42.

30. Криссинель Б. Б. Оценка неравномерности группового времени задержки в трактах СВЧ// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1979. Вып. 49. С.36-40.

31. Криссинель Б. Б., Блинов В. П. Устройство для фазирования трактов антенных решеток. Авт. свид. СССР № 708910 кл. Н 01 Q 21/10. Зарегистр. 14.09.1979.

32. Криссинель Б. Б. Способ фазирования трактов антенных решеток. Авт.181свид. СССР № 691019, кл. Н 01 (} 21/10. Зарегистр. 14.06.1980.

33. Б. Б. Криссинель, Т. А. Тресков. Основные источники ошибок в амплитудно-фазовом распределении// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1981. Вып. 56. С.176-184.

34. Криссинель Б. Б. Исследование методов обеспечения синфазности больших многоэлементных интерферометров (применительно к Сибирскому солнечному радиотелескопу). Кандидатская диссертация. Иркутск: СибИЗМИР АН СССР, 1981. 194 с.

35. Криссинель Б. Б. Устройство для фазирования трактов антенных решеток. Авт. свид. СССР № 935828 кл. в 01 Я 29/10, опубл. 15.06.1982// Открытия, изобретения, знаки, 1982. № 22.

36. Криссинель Б. Б., Блинов В. П. Коммутирующий модуль. Авт. свид. СССР № 1107195 кл. Н 01 Р 1/15, опубл. 07.08.1984.// Открытия, изобретения, знаки, 1984. №29.

37. Криссинель Б. Б. Устройство для настройки эквидистантных интерферометров. Авт. свид. СССР № 1091718 кл. С01 Я 29/0. Зарегистр. 08.01.1984.

38. Криссинель Б. Б. Способ определения амплитудно-фазовых ошибок линейного эквидистантного интерферометра. Авт. свид. СССР № 1254879 кл. в 01 8 3/02. Зарегистр. 01.05.1986;

39. Криссинель Б.Б., Деревяшкин Ю.В. Определение инструментального фазового наклона линейных интерферометров по данным наблюдений на ССРТ// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. Новосибирск: ВО "Наука", 1996. Вып. 104. С. 108-113.

40. Б. Б. Криссинель, Р. Ю. Сергеев, А. А. Амосов. Измерения амплитудного и фазового распределений по апертуре многоэлементного интерферометра// Сб. "Антенны", 1999. Вып. 1(42).

41. Криссинель Б. Б., Кузнецова С. М., Максимов В. П., Просовецкий Д. В., Степанов А. П., Шишко JI. Ф. Наблюдения корональных дыр на волне 5.2 см// Известия РАН, 2000. Т. 64. № 9. С. 1862-1867.

42. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Т. 1. М.: Сов. радио, 1969. 784 с.

43. С. В. Лесовой, В. И. Васин, В. Г. Занданов. Определение фазовой характеристики антенно-фидерного тракта ССРТ. Препринт 8-98. Иркутск 98, Институт солнечно- земной физики РАН. 13 с.

44. В. П. Максимов, Д. В. Просовецкий, Б. Б. Криссинель. Наблюдения ярких корональных точек на волнах 5.2 см и 1.76 см // Письма в АЖ. 2000 г. (в печати)

45. Мельяновский П. А., Мень А. В. Методы контроля параметров фазируемой антенны-решетки// Электросвязь, 1971.№ 10. С. 66-71.

46. Метрикин А. А. Антенны и волноводы РРЛ. М.: Связь, 1977. 183 с.

47. А. Г. Обухов, Л. М. Рисовер. Выбор величины частотного разноса при дискретном сканировании в крестообразном радиоинтерферометре. Препринт СибИЗМИР № 22-83. Иркутск, 1983. 8 с.

48. Перец Р. И. Статистические характеристики тракта СВЧ// Сб. "Антенны" под. ред. А. А. Пистолькорса. М.: Связь, 1973. Вып. 17. С. 104-118.

49. Петрунькин В. Ю., Есепкина Н. А. К вопросу о настройке радиотелескопов с плоским отражателем // Радиотехника и электроника, 1965. №12. С. 2236-2240.

50. Потапов H. Н. О фазировании радиоинтерферометра по радиоизлучению Солнца // Иссл. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1977. Вып. 42. С. 175-178.183

51. Рытов С. M. Введение в статистическую радиофизику. М.: Наука, 1966. 484с.

52. Свенсон М. Д., Матур. Применение интерферометров в радиоастрономии // ТИИЭР, 1986. Т. 56. №12. С. 20-36.

53. Сканирующие антенные системы СВЧ / Пер. с англ. под ред. Г. Т. Маркова и А. Ф. Чаплина. Т. 3. М.: Сов. радио, 1969. 463 с.

54. Г. Я. Смольков, Т. А. Тресков, Б. Б. Криссинель, H. Н. Потапов. Основные проектные параметры Сибирского солнечного радиотелескопа// Исслед. по гео-магн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1983. Вып. 64. С.130-148.

55. Смольков Г. Я., Криссинель Б. Б., Потапов H. Н., Миллер В.Г., Тресков Т.А. Сибирский солнечный радиотелескоп.// Исслед. по геомагн., аэрон, и физике Солнца. М.: Наука, 1990. Вып. 91. С. 146-158.

56. Стоцкий А. А., Шиврис О. Н. Юстировка и установка антенны переменного профиля при помощи фазового компаратора//Изв. ГАО, 1970. № 185. С. 236-241.

57. Стоцкий А. А. Флуктуационные характеристики электрической толщи тропосферы // Радиотехника и электроника, 1972. №10. С. 2277-2284.

58. Швингер Ю. Неоднородности в волноводах// Зарубежная радиоэлектроника, 1970. №3. С. 7-104.

59. Шифрин Я. С. Вопросы статистической теории антенн. М.: Сов. Радио, 1970. 383 с.

60. Фельдштейн А. Д., Явич Л. П., Смирнов В. П. Справочник по элементам волноводной техники. М.: Сов. Радио, 1967. 651 с.

61. Фрэйтер Р. Г. Синхронный интегратор и демодулятор// Приборы для научных исследований, 1965. №5. С. 53-56.

62. Хайкин С. Э., Петрунькин В. Ю., Есепкина Н. А. и др. Методы настройки антенны переменного профиля в ближней зоне//Изв. ГАО, 1964. №172. С. 128-136.

63. Хиллз, Джансон, Гортон, Уэлч. Интерферометр на мм-волнах в Хат-Крик // ТИИЭР, 1973. №9. С. 137-140.

64. Христиансен У., Хёгбом И. Радиотелескопы. М.: Мир, 1972. 237 с.

65. Цейтлин H. М. Антенная техника и радиоастрономия. М.: Сов. Радио,1841976.350 c.

66. Alissandrakis C., Lubyshev B. I., Krissinel B. B., Treskov T. A., Smolkov G. Ya., Miller V. G., Kardapolova N. N. Two-dimensional solar mapping at 5,2 cm with the Siberian Solar Radio Teleskope// Solar Physics, 1992. V. 142. P. 341-358.

67. Arisawa M. Improved radio mapping of the Sun // Proc. Res. Inst. Atmospherics NagoyaUniv., 1971. V. 18. P. 89-101.

68. Bell M. B. Covington A. E. And Kennedy W. A. G. Polarisation interferometer for 2800 MHz solar noice studies with a 0,5' fan beam // Solar Phys., 1973. V. 28. № 1. P. 123-136.

69. Blum, E. Y., Delannoy, J. and Joshi, M. "Me'thode Pour Mettre en Phase Les Ele'ments d'un reseau d'antennes."// Comptes Rendus, April 1961. Vol. 252. № 17. P. 2517.

70. Chiuderi Drago, E: 1974, in G. Righini (ed.), Skylab Solar Workshop, Oss. Mem. Oss. Arcetri, No. 164.

71. Didlaukis M. Zur Streuung elektrisher Wellen in nicht ganz gleichmassigen Leitungen // A. E. U, 1959. Bd. 9. S. 269-271.

72. Dulk, G.A. and Sheridan, K.V. The structure of the middle corona from observations of 80 and 160 MHz// Solar Phys., 1974. V. 36. P. 191.

73. Dyson J. D. The measurement of phase at UHF and microwave frequencies// IEEE Trans, on Microwave Theory and Techn., 1966. V. MTT-14. № 3. P. 410-428.

74. Q. Fu, M. R. Kundu and E. J. Schmahl. Coronal bright points at 6 cm wavelength// Solar Phys., 1987. V. 108. P. 99.

75. Fuerst, E. and Hirth, W. A. Coronal Hole Observed at 10.7 GHz with a Large Single Dish // Solar Phys., 1975. V. 42. P. 157.

76. L. Golub, A. S. Kriger, G.S. Vaiana, J. K. Silk and A. F. Timothy. Solar X-Rav Bright Points// Ap. J. (Letters), 1974. V. 189. L 93.185

77. Golub, L., Krieger, A.S. and Vaiana, G.S. Observation of a non-uniform component in the distribution of coronal bright points // Solar Phys., 1975. V. 42. P. 131.

78. Golub, L., Krieger, A.S., and Vaiana, G.S. Distribution of lifetimes for coronal soft X-ray bright points// Solar Phys., 1976. V. 49. P. 79.

79. Golub, L., Harvey, K. L., Herant, M., and Webb, D. F. X-Ray bright points and He I A-l0830 dark points// Solar Phys, 1989. V. 124. P. 211.

80. Gopalswamy, N, Shibasaki, K, De Forest, C. E, Bromage, B. J. I. and Del Zanna, G. Multiwavelength observations of a coronal hole /in K. S. Balasubramanian, J.W. Harvey, and D. M. Rabin (eds.), 'Synoptic Solar Physics'. ASP Conference Series, 1997.

81. Habbal, S.R, and Withbroe, G.L. Spatial and temporal variations of EUV coronal bright points// Solar Phys, 1981. V. 69. P. 77.

82. S. R. Habbal, R. S. Ronan, G. L. Withbroe, R. K. Shevgaonkar and M. R. Kundu. Solar coronal bright points observed with the VLA // Ap. J, 1986. V. 306. P. 740.

83. Habbal, S.R, Esser, R. and Arndt, M.B. How reliable are coronal hole temperatures deduced from observations?// Astrophys. J, 1993. V. 413. P. 435.

84. Hara, H, Tsuneta, S, Acton, L.W, Bruner, M.E, Lemen, J.R. and Ogawara, Y. Temperatures of coronal holes observed with the Yohkoh// Publ. Astron. Soc. Japan, 1994. V. 46. P. 493.

85. Hara, H, Tsuneta, S, Acton, L.W, Bruner, M.E, Lemen, J.R. and Ogawara, Y. A high-temperature component in coronal holes observed with Yohkoh SXT// Adv. Space Res, 1996. V. 17. P. 231.

86. Harvey, K. L. The Relationship between Coronal Bright Points as seen in He I A.10830 and the Evolution of the Photosphere Network Magnetic Fields// Australian J. Phys, 1985. V. 38. P. 875.

87. Ishiguro M. Image correction in high-resolution radio interferometer// Proc. Res. Inst. Atmospherics Nagoya Univ., 1971. V. 18. P. 73-88.

88. Ishiguro M. Phase error correction in multi-element radio interferometer by data processing// Astron. and Astrophys. Suppl. Series, 1974. V.15. № 3. P.431-443.

89. Kaden H. Fortschritte in der Statistik der Wellenwiderstandsschwankungen von186

90. Fernsehkabeln// A. E. Û, 1954. Bd. 8. S. 523-529.

91. Kawabata K. et al. The 35 GHz solar interferometer at Nagoya// Publ. Astron. Soc. Japan, 1974. V. 26. № 3. P. 387-398.

92. Kosugi, T., Ishiguro, M. and Shibasaki, K. Polar-cap and coronal-hole-associated brightenings of the Sun at millimeter wavelengths// Publ. Astron. Soc Japan, 1986. V. 38. P.l.

93. B.B. Krissinel, S. M. Kuznetsova, V. P. Maksimov, D. V. Prosovetsky, V. V. Grechnev, A. P. Stepanov, and L. F. Shishko. Some Features of Manifestations of Coronal Holes in Microwave Emission // Publ. Astron. Soc Japan, 2000 . V.52. №5.

94. M.R. Kundu, T.E. Gergely, and L. Golub. Association of flaring X-ray bright points with type III bursts// Ap. J. (Letters), 1980. V. 236. L 87.

95. M. R. Kundu. Solar coronal bright points observed with the VLA// Ap. J., 1986. V. 306. P.740.

96. Kundu, M.R., Schmahl, E.J., and Fu, Q.-J. Coronal bright points at 6 and 20 centimeter wavelengths//Astrophys. J., 1988. V. 325. P.905.

97. M. R. Kundu, K. Shibasaki, S. Enome and N. Nitta. Detection of 17 Ghz radio emission from X-Ray-bright points// Ap. J., 1994. V. 431. L 155.

98. Kundu, M.R., Shibasaki, K., Enome, E., and Nitta, N. Observation of 17 GHz radio emission from X-ray bright points / in S. Enome and Hirayama (eds.), Proc. of Kofu Symposium, 1994. NRO Report No. 360. P. 79.

99. Legg T. H. Microwave phase comparator for large antenna arrays// IEEE Trans, on Anten. and Propag., 1965. V. AP-13. № 3. P. 428-442.

100. Lewin L., Muller J. J., Basard B. Phase distortion in feeders// Wireless Engineer, 1950, May. P. 143-145.

101. Lewin L. Multiple reflections in the long feeders// Wireless Engineer, 1952, July. P. 189-193.

102. Little A. G. A phase-measuring scheme for a large radiotélescope// IEEE Trans, on Anten. and Propag., 1969. V. AP-17. №5. P. 547-550.

103. Lovenschuss O. Method and apparatus for testing phased array antennas. Patent USA №. 3378846.187

104. Moore R. К. The effects of reflections from randomly spaced discontinuities in transmission lines// IRE Trans, on Microwave Theory and Techn., 1957. V. MMT-5. № 2. P. 121-126.

105. Mullen J. A., Pritchard W. L. The statistical prediction of voltage standing-wave ratio// IRE Trans, on Microwave Theory and Techn., 1957. V. MMT-5. № 2. P. 127-130.

106. Munro, R.H. and Withbroe, G.L. Properties of a Coronal "Hole" Derived from Extreme-Ultraviolet Observation//Astrophys. J., 1972. V. 176. P. 511.

107. Nishio M., Shibasaki K. A modified self-calibration method of the gain and the phase of the radio interferometer// "Дэнси цусин гаккай римбунси", 1985. V. 68-В. № 4. Р. 523-530.

108. Nishio, М., Nakajima Н, Enome, S., Shibasaki, К., Takano, Т., et al. The No-beyama radioheliograph Hardware system / in S. Enome and T. Hirayama (eds.), Proc. of Kofo Symposium, 1994. NRO Report № 360. P. 19.

109. Nitta, N., Bastian, T.S., Aschwanden, M.J., Harvey, K.L., and Strong, K.T. Simultaneous observations of coronal bright points in X-ray and radio wavelengths// Publ. Astron. Soc. Japan, 1992. V. 44. LI67.

110. Papagiannis, M.D. and Baker, K.B. Determination and analysis of coronal hole radio spectra// Solar Phys., 1982. V.79. P. 365-374.

111. Peterson, С. E. Aperture synthesis beamshapes//. Proc. ШЕЕ Austral., 1970. V. 31. P. 361-363

112. N.R. Sheeley and L. Golub. Rapid changes in the fine structure of a coronal 'bright point' and a small coronal 'active region' // Solar Phys., 1979. V. 63. P. 119.

113. Sheridan, K.V. and Dulk, G.A. Radio observations of coronal holes/ in M. Dryer and E. Tandberg (eds.) "Solar and Interplanetary Dynamics Sump." IAU, 1980. V.91.P. 37.

114. Shibasaki, K., Ishiguro, M., Enome, S. and Tanaka H. A coronal hole with а Л 8-cm radioheliograph// Publ. Astron. Soc. Japan, 1978. V.30. P. 589.

115. Swarup G., Yang K. S. Phase adjustment of large antennas// IRE Trans, on Anten, and Propag., 1961. V. AP-9. №1. P. 75-81.

116. Tanaka H. et al. A high-resolution quick-scan interferometer for solar studies at 3.75 GHz // Proc. Res. Inst. Atmospherics Nagoya Univ., 1969. V. 16. P. 113-126.

117. Tanaka H. et al. 3-cm radioheliograph// Proc. Res. Inst. Atmospherics Nagoya Univ., 1970. V. 17. P. 57-74.

118. F. Tang, K. Harvey, M. Bruner, B. Kent and E. Antonucci. Bright point study// Adv. Space Res., 1982. V. 2. P. 65.

119. Vaiana, G.S., Krieger, A.S. and Timothy, A.F. Identification and analysis of structures in the corona from X-ray photography// Solar Phys., 1973. V.32. P. 81.

120. Wade C. M. Precise positions of radio sources. I. Radio measurements// Astrophys. J., 1970. V. 162. № 2, pt. 1. P. 381-390.

121. Wefer, EL., Papagiannis, M.D. The radio spectrum of coronal hole III Air Force Geophysics Laboratory Scientific Report, 1977. AGFL-TR-77-0292.