Obří ukrajinský radioteleskop - Giant Ukrainian Radio Telescope

Obří ukrajinský radioteleskop
Aktivní dipóly nízkofrekvenčního obřího ukrajinského radioteleskopu (GURT). Charkovská oblast, Ukrajina.jpg
Obří ukrajinský radioteleskop logo.png
Alternativní názvyGURT Upravte to na Wikidata
UmístěníCharkovská oblast, Ukrajina
Souřadnice49 ° 38'10 ″ severní šířky 36 ° 56'29 ″ východní délky / 49,6361 ° N 36,9414 ° E / 49.6361; 36.9414Souřadnice: 49 ° 38'10 ″ severní šířky 36 ° 56'29 ″ východní délky / 49,6361 ° N 36,9414 ° E / 49.6361; 36.9414 Upravte to na Wikidata
OrganizaceÚstav radioastronomie Ukrajinské národní akademie vědUpravte to na Wikidata
Vlnová délka4,3 m (70 MHz) - 37 m (8,1 MHz)
Styl dalekohledufázované pole
radioteleskop  Upravte to na Wikidata
Giant Ukrainian Radio Telescope se nachází na Ukrajině
Obří ukrajinský radioteleskop
Umístění obřího ukrajinského radioteleskopu
Commons stránka Související média na Wikimedia Commons
[upravit na Wikidata ]
Shluk GURT dílčích polí

Obří ukrajinský radioteleskop (GURT, ukrajinština: Гігантський Український Радіотелескоп, ГУРТ) je nízká frekvence (8-80 MНz) radioteleskop který vyvíjí, vyrábí a provozuje Ústav radioastronomie České republiky Národní akademie věd Ukrajiny (IRA NASU ). Je umístěn v S. Y. Braude radio astronomické observatoř v Charkovská oblast z Ukrajina. Systém GURT je navržen jako rozšíření Ukrajinský radioteleskop ve tvaru písmene T, druhá úprava (UTR-2 ) z hlediska prostorových rozměrů a frekvenční rozsah. Mezi cíle vytvoření tohoto nového nástroje patří vylepšení UTR-2 funkční vlastnosti a příspěvek k pokroku nízké frekvence radioastronomie v součinnosti s jinými vzdálenými nástroji.

Přehled systému

Aktivní dipóly nízkofrekvenčního obřího ukrajinského radioteleskopu (GURT). Charkovská oblast, Ukrajina

GURT je velký fázované pole složený ze stejných podskupin sestávajících z 25 anténních prvků. V současné době se přidávají dílčí sady, přičemž plánované pole plánuje začlenit 100 dílčích polí pro celkem 2500 prvků. Jedinec anténa prvek se skládá ze dvou širokopásmových připojení dipóly měděných trubek navzájem kolmých na úhel ± 45 ° k poledníku Země, namontovaných 1,6 metru nad zemí. Prvky v dílčím poli jsou od sebe vzdáleny 3,75 metru. Anténní prvky dvou ortogonálních polarizací jsou spojeny v samostatných identických fázovaných polích.

Zkřížené dipóly jsou seskupeny do čtvercových podskupin 5 × 5.[1][2][3] Konstrukce subarray poskytuje široký frekvence pokrytí od 8 do 80 MHz, vysoká citlivost (úroveň galaktického pozadí překračuje jejich vlastní šum o více než 7 dB) a vysoká odolnost proti RFI (dosažená díky vysokému dynamickému rozsahu dipólového zesilovače: vstup IP3 je 30 dBm). The efektivní oblast na centrální frekvence je asi 350 m².[4]

Síť fázového posunu uvnitř dílčího pole je analogová, skládající se z různých délek koaxiál zpožďovací linka přepnuta do signální cesty, zatímco fázování mezi dílčími poli je plánováno jako digitální. Šířka paprsku (HPBW ) jediného paprsku podskupiny při 40 MHz je přibližně 20,4 °. Odhad je v souladu s přímými měřeními, která dávají 22 ± 2 °.[5] Geometrie podskupiny GURT poskytuje vysoký faktor plnění, který je důležitý pro řadu výzkumných úkolů.

Na IRA NASU byl vyvinut výkonný dedikovaný digitální záznamník pro systém GURT. Je určen pro spektrální analýza pásma až 80 MHz (při vzorkovací frekvenci 160 MHz), s vysokými spektrálními a časovými rozlišeními, vysokým dynamickým rozsahem a několika provozními režimy včetně reálného času FFT, záznam průběhu, automatická a křížová korelační spektrální měření, režim sčítání a odčítání mezi dvěma vstupními kanály, normalizace a programovatelné zpoždění signálu.

Aktuální stav

Dynamická spektra slunečních výbojů typu III a IIIb-III přijatá s subpolemi GURT # 9 a # 30 dne 30. listopadu 2016
Dynamická spektra skupiny záblesků typu III, záblesků typu II a typu IV pozorovaných během katapultování sluneční koronální hmoty 18. dubna 2017 v subarray radioteleskopu GURT

Čtyři subpole GURT již byly nainstalovány, vybaveny a jsou nyní funkční.[6] Prozatím se většina časových podskupin používá pro radioastronomická pozorování samostatně kvůli omezeným zdrojům pro systém digitálního fázování. Bylo zjištěno, že i přes poměrně malé efektivní oblast a citlivost podskupiny je možné pozorovat řadu důležitých astrofyzikálních jevů v širokém frekvenčním rozsahu (8–80 MHz). Prokázali svou schopnost řešit mnoho radioastronomických problémů, např. pro pozorování slunečních výbojů,[7] S Jupiterovým dekametrickým zářením související, ionosférická scintilace, emise z pulsary atd. Přítomnost velkých a dobře studovaných UTR-2 ve stejné observatoři otevírá obrovské příležitosti v testování antén ve sdíleném frekvenčním rozsahu.[8] Citlivost a další parametry GURT aktivní anténa a subarray jsou studovány pomocí počítačové simulace a jejich výsledky jsou ověřeny měřením hluku.[9][10][11]

Budoucí prospekty

GURT, který je v současné době ve výstavbě, bude sestávat z mnoha (až 100) identických podskupin. Dostupná plocha observatoře S. Y. Braude přesahuje jeden kilometr čtvereční. Stavba nových podskupin je postupná a rozprostírá se po určitou dobu, jakmile budou k dispozici zdroje. S nárůstem počtu dílčích polí a efektivní oblast počet astrofyzikálních problémů, které má GURT vyřešit, se významně zvýší. Společné simultánní pozorování radioastronomických zdrojů s mnoha přístroji po celém světě je velmi důležité při nízkých frekvencích kvůli mnoha překážkám. Rozličný RFI podmínky, odlišný dopad ionosféra v místě radioteleskop, různé konfigurace a parametry vzdálených radioteleskopů významně zvyšují informativitu přijímaných signálů.

Reference

  1. ^ Falkovich, I.S., Konovalenko, A.A., Gridin, A.A. a kol .: Širokopásmový aktivní lineární aktivní dipól pro nízkofrekvenční radioastronomii. Exp. Astron. 32, 127–145 (2011)
  2. ^ Konovalenko, A.A., Falkovich, I.S., Kalinichenko, N.N. a kol .: Třicetičlenné aktivní anténní pole jako prototyp obrovského nízkofrekvenčního rádiového dalekohledu. Exp. Astron. 16 (3), 149–164 (2005)
  3. ^ Konovalenko, A.A., Falkovich, I.S., Gridin, A.A. a kol .: UWB Active Antenna Array for Low Frequency Radio Astronomy. Proc. VI. Konf. o Ultrawideband a Ultrashort Impulse Signals (UWBUSIS’12), Sevastopol, Ukrajina, 17. – 21. září 39–43 (2012)
  4. ^ Konovalenko, A., L. Sodin, V. Zakharenko, P. Zarka, O. Ulyanov, M. Sidorchuk, S. Stepkin et al. „Moderní radioastronomická síť na Ukrajině: UTR-2, URAN a GURT.“ Experimental Astronomy (2016): 1-38.
  5. ^ Konovalenko, O.O., Tokarsky, P.L., Yerin, S.N .: Efektivní oblast fázovaného anténního pole rádiového dalekohledu GURT. Proc. VII. st. Konf. o Ultrawideband a Ultrashort Impulse Signals (UWBUSIS’14), Charkov, Ukrajina, 15. – 19. září, 25. – 29. (2014)
  6. ^ Stanislavský, A.A., Bubnov, I.N., Konovalenko, A.A. a kol .: První radioastronomické vyšetření nízkofrekvenčního širokopásmového aktivní anténního pole. Pokroky v astronomii. ID 517058. 5 s. (2014)
  7. ^ V. N. Melnik, A. A. Konovalenko, S. M. Yerin, I. M. Bubnov, A. I. Brazhenko, A. V. Frantsuzenko, V. V. Dorovskyy, M. V. Shevchuk a H. O. Rucker, „First Observation of the Solar Type III Burca Decay and its Interpretation“, Astrophysical Journal. sv. 885, č. 1. 2019. DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab46aa
  8. ^ Zakharenko, V., Yerin, S., Bubnov, I., Vasilieva, I. a Kravtsov, I., 2016, říjen. Využití katalogu spektra pulsarů na frekvencích pod 80 MHz pro astronomickou kalibraci fázovaných anténních polí. In Applied Physics and Engineering (YSF), 2016 II International Young Scientists Forum on (str. 210-213). IEEE.
  9. ^ P. Tokarsky, A. Konovalenko, S. Yerin, „Citlivost aktivního anténního pole pro nízkofrekvenční radioteleskop GURT,“ IEEE Transaction on Antennas and Propagation, sv. 65, je. 9, s. 4636–4644, 2017. DOI: 10.1109 / TAP.2017.2730238
  10. ^ P. L. Tokarsky, A. A. Konovalenko, S. N. Yerin a I. N. Bubnov, „Aktivní anténní podskupina pro nízkofrekvenční radioteleskop GURT – Část I: Design a teoretický model“, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, sv. 67, je. 12, s. 7304–7311, 2019. DOI: 10.1109 / TAP.2019.2927841
  11. ^ P. L. Tokarsky, A. A. Konovalenko, S. N. Yerin a I. N. Bubnov, „Subarray aktivní antény pro nízkofrekvenční radioteleskop GURT– část II: Numerická analýza a experiment,“ IEEE Transactions on Antennas and Propagation, sv. 67, je. 12, s. 7312–7319, 2019. DOI: 10.1109 / TAP.2019.2929322