Перегляд вихідного коду сторінки Радіоінтерферометр

[[Файл:Westerbork_Synthese_Radio_Telescoop.JPG|міні|''Радіоінтерферометр'' [[Вестерборкський синтезувальний радіотелескоп|ВСРТ]] в [[Обсерваторія|обсерваторії]] [[Вестерборк]] ([[Нідерланди]])]]
'''Радіоінтерферометр''' — [[прилад]] для [[Радіоастрономія|радіоастрономічних]] спостережень з високою кутовою [[Роздільна здатність (оптика)|роздільністю]], який складається, принаймні, з двох [[Антена|антен]], рознесених на певну відстань і пов'язаних між собою кабельною [[Лінія зв'язку|лінією зв'язку]]<ref name="BSE.radiointerferimeter">{{cite web|url=http://bse.sci-lib.com/article094926.html|title=Радиоинтерферометр|author=|date=1978|work=Большая советская энциклопедия|publisher=3-е издание|archiveurl=https://www.webcitation.org/66iPAYavQ?url=http://bse.sci-lib.com/article094926.html|archivedate=2012-04-06|accessdate=2009-08-21|deadlink=no}}{{Перевірено|2011|11|16}}</ref><ref name="FK.radiointerferimeter">{{книга-ру|часть=Радиоинтерферометр|ссылка часть=http://www.astronet.ru/db/msg/1188599|заглавие=Физика космоса: Маленькая энциклопедия|ссылка=http://www.astronet.ru/db/author/10618|издание=2-е изд|ответственный=Под ред. [[Сюняєв Рашид Алійович|Р. А. Сюняева]]|место=М.|издательство=Советская Энциклопедия|год=1986|страницы=547|страниц=783|isbn=524(03)}}{{Перевірено|2011|11|16}}</ref>[[Лінія зв'язку|.]]
[[Файл:3C219_2.jpg|міні|Суміщене зображення [[Радіогалактика|радиогалактики]] {{iw|3C 219|3C219|en}} в оптичному (синій) і радіодіапазоні (червоний)]]
Радіоінтерферометри використовуються для вимірювання тонких кутових деталей в [[Радіохвилі|радіовипромінюванні]] [[Небо|неба]]{{Sfn|Томпсон и др.|1989|с=11}}. Зокрема, за їх допомогою отримують особливо точні [[Системи небесних координат|координати]] і [[Кутовий розмір|кутові розміри]] [[Астрономічний об'єкт|астрономічних об'єктів]], а також радіозображення [[Астрономічний об'єкт|небесних тіл]] з високою роздільною здатністю{{Перехід|#Галерея радиоинтерферометрических изображений|green}}<ref name="Konnikova.6.4.">{{книга-ру |автор=Конникова В. К., Лехт Е. Е., Силантьев Н. А. |ссылка= |часть=6.4.&nbsp;Интерферометры |заглавие=Практическая радиоастрономия |ответственный=М. Г. Мингалиев, М. Г. Ларионов |место=М. |издательство=МГУ |год=2011 |страницы=241 |страниц=304 |isbn=}}{{Перевірено|2011|11|29}}</ref>.

За допомогою радіоінтерферометрії досягаються кутові [[Роздільна здатність (оптика)|роздільності]] до ~0,001[[Градус (геометрія)|"]]. Для порівняння, гранична кутова роздільність одиничних [[Антена|антен]] [[Радіотелескоп|радіотелескопів]] - ~17[[Градус (геометрія)|"]] ([[Діаметр|діаметра]] 100 [[Метр|м]] на [[Довжина хвилі|довжині хвилі]] 7 [[Міліметр|мм]]), що недостатньо для [[Роздільна здатність (оптика)|розділення]] структури далеких [[Астрономічне радіоджерело|радіоджерел]]. В [[Оптика|оптичному діапазоні]] роздільність великих наземних [[Телескоп|телескопів]] ([[діаметр]] ~6 [[Метр|м]]) має межу ~1[[Градус (геометрія)|"]]. ''Радіоінтерферометрія'' дає можливість проводити такі важливі для [[Астрономія|астрономії]] дослідження: вимірювання положень радіоджерел з точністю, що дозволяє досягати ототожнення з [[Астрономічний об'єкт|об'єктами]], виявленими в оптичному та інших [[Радіохвилі|діапазонах]] [[Електромагнітний спектр|електромагнітного спектра]]; вимірювати і порівнювати з порівнянною кутовою [[Роздільна здатність (оптика)|роздільністю]] такі параметри, як [[яскравість]], [[Поляризація хвиль|поляризація]] і [[Частота|частотний]] [[спектр]] деталей об'єкта дослідження в оптичному і в радіодіапазоні{{Sfn|Томпсон и др.|1989|с=11}}.

Подальшим етапом розвитку радіоінтерферометрії став так званий метод [[Радіоінтерферометрія з наддовгою базою|наддалекої радіоінтерферометрії]]<ref name="FK.radiointerferimeter"/>.

== Історія ==
Відкриття космічного радіовипромінювання [[Карл Янський|Янський]] і [[Ґроут Ребер|Ребер]] зробили на основі вимірювань потужності, прийнятої однією [[Антена|антеною]]. Радіоінтерферометрія почала розвиватися після [[Друга світова війна|другої світової війни]], під час якої дослідження впливу [[Сонячна активність|сонячної активності]] на [[Радар|радарні]] приймачі привернула додаткову увагу до можливостей [[Радіоастрономія|радіоастрономії]]. У [[1946|1946 році]] [[Мартін Райл|Райл]] і Ванберг сконструювали радіоаналог [[Оптична система|оптичного]] [[Інтерферометр Майкельсона|інтерферометра Майкельсона]], використовуючи дипольні [[Антенна решітка|антенні решітки]] для [[Радіохвилі|частоти]] 175 [[Герц|МГц]]. База змінювалася від 10 до 140 [[Довжина хвилі|довжин хвиль]]. В цьому і в більшості інших [[Інтерферометр|інтерферометрів]] 1950-60-х років, що працюють на метрових [[Довжина хвилі|довжинах хвиль]], [[Діаграма спрямованості|діаграма антен]] виставлялася за [[Меридіан|меридіаном]] і сканування за [[Пряме піднесення|прямим сходженням]] здійснювалося під час [[Обертання Землі|обертання]] [[Земля|Землі]]{{Sfn|Томпсон и др.|1989|с=26}}.

У [[1965|1965 році]] радянські вчені Л. І. Матвєєнко, [[Кардашов Микола Семенович|Н. С. Кардашов]], Г. Б. Шоломицький запропонували незалежно реєструвати дані на кожній [[Антена|антені]] інтерферометра, а потім спільно їх обробляти, імітуючи явище [[Інтерференція хвиль|інтерференції]] на [[Комп'ютер|комп'ютері]]. Це дозволяє розносити антени на як завгодно великі відстані. Тому метод отримав назву [[Радіоінтерферометрія з наддовгою базою|радіоінтерферометрії з наддовгою базою]] (РНДБ) і успішно використовується з початку 1970-х років.

== Принцип роботи ==
[[Файл:Radiointerferometer.svg|міні|Геометрія елементарного інтерферометра{{Sfn|Томпсон и др.|1989|с=54}}]]
[[Фронт хвилі|Фронт]] електромагнітної хвилі, випромінювань далекою зіркою, поблизу Землі можна вважати плоским. У випадку найпростішого інтерферометра, що складається з двох [[Антена|антен]], різниця ходу променів, що прийшли на ці дві антени, дорівнюватиме

: <math>\Delta = D \cdot \sin(\theta)</math>,

де

: <math>\Delta</math> — різниця ходу променів;
: <math>D</math> — відстань між антенами;
: <math>\theta</math> — кут між напрямком приходу променів і нормаллю до лінії, на якій розташовані антени.

Таким чином, при <math>\theta = 0</math> хвилі, що прийшли на обидві антени, підсумовуються у фазі. У протифазі хвилі перший раз виявляться при

: <math>\Delta = \frac {\lambda} {2}</math>, <math>\theta = \arcsin {\frac {\lambda} {2D}}</math>,

де <math>\lambda</math> — довжина хвилі.

Наступний максимум буде при <math>\Delta = \lambda</math>, мінімум — при <math>\Delta = \frac {3 \lambda} 2</math>і т. д.

Таким чином, виходить багатопелюсткова [[діаграма спрямованості]] (ДС), ширина головного пелюстка якої при <math>\lambda << D</math> дорівнює <math>\frac \lambda D</math>. Шириною головного пелюстка визначається максимальна кутова роздільність радіоінтерферометра, тобто вона приблизно дорівнює його ширині<ref>{{стаття|автор=Прохоров М., Рудницкий Г.|назва=Самый зоркий телескоп|видання=[[Вокруг света]]|рік=2006|номер=12|посилання=http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/2933/}}</ref>.

При більшій кількості періодично розташованих антен ширина головного максимуму буде визначатися відношенням довжини хвилі до відстані між крайніми антенами, а відстань до бічних максимумів — відношенням двох довжин хвиль до відстані між сусідніми антенами, тобто зі збільшенням кількості антен бічні максимуми будуть віддалятися від головного. Як правило, антени інтерферометра роблять спрямованими, знижуючи [[рівень бічних пелюсток]] діаграми спрямованості інтерферометра за рахунок ДН окремих антен.

Антени з'єднують через [[Фазообертач|фазообертачі]], керуючи якими, можна змінювати напрямок головного максимуму ДС інтерферометра.

== Будова ==
Радіоінтерферометр складається з двох (елементарний радіоінтерферометр) і більше антен, рознесених на велику відстань і пов'язаних між собою кабельною [[Радіохвилевід|хвилевідною]] або [[Ретранслятор|ретрансляційною]] лінією зв'язку. Сигнали, що приймаються антенами від джерела радіовипромінювання, подаються по лінії зв'язку на вхід загального приймального пристрою, де вони аналізуються і реєструються.<ref name="BSE.radiointerferimeter"/>

Втрати у високочастотному кабелі і пов'язане з ним ослаблення сигналів обмежують {{Нп|База (інтерферометр)|бази|ru|База (интерферометр)}}радіоінтерферометра, особливо на високих частотах. Тому прийняті сигнали спочатку підсилюються, перетворюються до низьких частот і лише після цього передаються по кабелю або за допомогою ретранслятора, аналогічного телевізійному. При цьому, щоб не втратити когерентності сигналів і контролювати електричну довжину шляхів їх розповсюдження, передаються допоміжні сигнали. Довжина бази таких радіоінтерферометрів може складати десятки [[кілометр]]ів, а кутова роздільність — десяті частки секунди дуги. Однак подальше збільшення бази пов'язане з труднощами передавання сигналів без втрати когерентності, складністю контролю електричних довжин каналів передавання сигналів і компенсації великих запізнень сигналів.<ref name="FK.radiointerferimeter"/>

== Галерея радіоінтерферометрів ==
<gallery>
Файл:USA.NM.VeryLargeArray.02.jpg|[[VLA|ДВМ]]
Файл:VLA 107.61594W 34.07816N usgs.jpg|Вид [[VLA|ДВМ]] з орбіти [[ИСЗ|ШСЗ]]
Файл:ATCA - Dishes 1.jpg|Головні антени [[Австралійський компактний масив телескопів|АКМТ]]
Файл:MERLIN map.jpg|Карта [[MERLIN (радиоинтерферометр)|МЕРЛІН]]
Файл:Westerbork Synthesis Radio Telescope WSRT (1423-25).jpg|[[Радіотелескоп Вестерборк]]
Файл:3-ALMA-antennas-interferometry.jpg|[[Atacama Large Millimeter Array|ALMA]]
</gallery>

== Галерея радіоінтерферометричних зображень ==
<gallery>
Файл:3c405.jpg |[[Лебідь А]]
Файл:3C75 in Radio+Xray.jpg |{{iw|3C 75|3C 75|en}}
</gallery>

== Див. також ==

* [[Радіотелескоп]]
* [[Інтерферометр]]
* [[Адаптивна антенна решітка]]
* [[Радіоінтерферометрія з наддовгою базою]]

== Примітки ==
{{примітки}}

== Література ==
* {{книга-ру |автор=Томпсон Р., Моран Дж., Свенсон Дж. |заглавие=Интерферометрия и синтез в радиоастрономии |ссылка= |викитека= |ответственный=Под ред. Л. И. Матвеенко |издание= |место=М. |издательство=Мир |год=1989 |том = |страницы= |страниц=568 |серия= |isbn=5-03-001054-8, ББК 22.64 |тираж=1220 |ref=Томпсон и др.}}

== Посилання ==
{{Навігація}}
* [http://www.astronet.ru/db/msg/1188599 Радіоінтерферометр // Астронет.]
[[Категорія:Вимірювальні прилади]]
[[Категорія:Антени]]
[[Категорія:Радіоастрономія]]
[[Категорія:Астрономічні інструменти]]