射电望远镜为什么是球面的？
因为它的主反射面的整体是不可动的的呀. 500m直径的望远镜是无论如何都没法被设计成大多数射电望远镜那样可移动面板的结构的. 天体在天上的位置每时每刻都在变化, 对应的对焦点也在变化. 如果FAST被设计成一个竖立向上(或者斜向)的抛物面形状, 那么它LAMOST类似, 只能"被动的"观测扫过它的视场内源, 而无法跟踪源进行长时间积分. 这将极大地限制FAST可以实现的科学目标, 其巨大的积分面积所带来的灵敏度红利将毫无用处. 那么球形设计呢? 虽然焦点(线)随着天体的位置一直都在变化, 但是还是可以把副面移动过去对焦, 从而实现跟踪观测. 此外, 球形反射面可以观测较大区域的天区(相对抛物面设计来说).FAST的前辈--Arecibo 305m 望远镜就是采用球面设计, 使用设计上及其复杂的第二反射镜和第三反射镜(实际上有更多级的反射结构, 但是第二级和第三极的聚焦补偿最重要), 一步步的将球形反射面的聚焦重新补偿变成焦点.
nanosurf
2023-06-06 广告
经典射电望远镜的基本原理是和光学反射望远镜相似，投射来的40m射电望远镜电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点。用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦，因此，射电望远镜天线大多是抛物面。射电望远镜表面和一理想抛物面的均方误差率不大于λ/16～λ/10，该望远镜一般就能在波长大于λ的射电波段上有效地工作。对米波或长分米波观测，可以用金属网作镜面；而对厘米波和毫米波观测，则需用光滑精确的金属板（或镀膜）作镜面。从天体投射来并汇集到望远镜焦点的射电波，必须达到一定的功率电平，才能被接收机检测到。目前的检测技术水平要求最弱的电平应达10 -20瓦。射频信号的功率首先在焦点处放大10～1000倍﹐并变换成较低频率（中频），然后用电缆将其传送至控制室，在那里再进一步放大﹑检波，最后以适于特定研究的方式进行记录、处理和显示。天线收集天体的射电辐射，接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式，终端设备把信号记录下来，并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。表征射电望远镜性能的基本指标是空间分辨率和灵敏度，前者反映区分两个天球上彼此靠近的射电点源的能力，后者反映探测微弱射电源的能力。射电望远镜通常要求具有高空间分辨率和高灵敏度!射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。射电望远镜的外形差别很大，有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜，有能够全方位转动的类似卫星接收天线的射电望远镜，有射电望远镜阵列，还有金属杆制成的射电望远镜。
