Question

射电望远镜的工作原理是什么?

Answer 1

射电望远镜的工作原理：
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如不大于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，才能为接收机所检测。目前的检测技术水平要求最弱的电平一般应达10 -20瓦。射频信号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（radio telescope）是指观测和研究来自天体的 射电波的基本设备，可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量 。包括收集射电波的定向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录﹑处理和显示系统等。20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现： 脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、 星际有机分子，被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。
特点优势：
射电望远镜与 光学望远镜不同，它既没有高高竖起的望远镜镜简，也没有 物镜，目镜，它由天线和接收系统两大部分组成。
巨大的天线是射电望远镜最显著的标志，它的种类很多，有抛物面天线，球面天线，半波偶极子天线，螺旋天线等。最常用的是抛物面天线。天线对射电望远镜来说，就好比是它的眼睛，它的作用相当于光学望远镜中的物镜。它要把微弱的宇宙无线电信号收集起来，然后通过一根特制的管子（波导）把收集到的信号传送到接收机中去放大。接收系统的工作原理和普通收音机差不多，但它具有极高的灵敏度和稳定性。接收系统将信号放大，从噪音中分离出有用的信号，并传给后端的计算机记录下来。记录的结果为许多弯曲的曲线，天文学家分析这些曲线，得到天体送来的各种宇宙信息。

Answer 2

射电望远镜是接收天体射出的无线电波的望远镜。它由两部分组成：一面或多面天线和一台灵敏度很高的无线电接收机。天线所起的作用相当于光学天文望远镜的透镜或反射镜。接收机的作用是把从天线传来的无线电波放大，并转变成能用仪器记录的信号或对无线电波进行拍照。
电磁波信号，主要是微波波段——频率为GHz量级，波长为厘米或毫米级。光波波段频率更高，波长更短（几百纳米）。
1931年，在美国新泽西州的贝尔实验室里，负责专门搜索和鉴别电话干扰信号的美国人KG·杨斯基发现：有一种每隔23小时56分04秒出现最大值的无线电干扰。经过仔细分析，他在1932年发表的文章中断言：这是来自银河中射电辐射。由此，杨斯基开创了用射电波研究天体的新纪元。当时他使用的是长30.5米、高3.66米的旋转天线阵，在14.6米波长取得了30度宽的 “扇形”方向束。此后，射电望远镜的历史便是不断提高分辩率和灵敏度的历史。
自从杨斯基宣布接收到银河的射电信号后，美国人G·雷伯潜心试制射电望远镜，终于在1937年制造成功。这是一架在第二次世界大战以前全世界独一无二的抛物面型射电望远镜。它的抛物面天线直径为9.45米，在1.87米波长取得了12度的 “铅笔形”方向束，并测到了太阳以及其它一些天体发出的无线电波。因此，雷伯被称为是抛物面型射电望远镜的首创者。
射电望远镜是观测和研究来自天体的射电波的基本设备，它包括：收集射电波的定向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录，处理和显示系统等等。射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相信，投射来的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集。因此，射电望远镜的天线大多是抛物面。
射电观测是在很宽的频率范围内进行，检测和信息处理的射电技术又较光学波希灵活多样，所以，射电望远镜种类更多，分类方法多种多样。例如按接收天线的形状可分为抛物面、抛物柱面、球面、抛物面截带、喇、螺旋 、行波、天线等射电望远镜；按方向束形状可分为铅笔束、扇束、多束等射电望远镜；按观测目的可分为测绘、定位、定标、偏振、频谱、日象等射电望远镜；按工作类型又可分为全功率、扫频、快速成像等类型的射电望远镜。

Answer 3

天线感应电磁波，并将感应得到的信号转化为电压信号。

射电望远镜是指观测和研究来自天体的 射电波的基本设备，可以测量天体射电的强度、 频谱及 偏振等量。包括收集射电波的定向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录、处理和显示系统等。20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现： 脉冲星、 类星体、 宇宙微波背景辐射、 星际有机分子，被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。

2012年10月28日，亚洲最大的全方位可转动射电望远镜在上海天文台正式落成。这台射电望远镜的综合性能排名亚洲第一、世界第四，能够观测100亿光年以外的天体，将参与我国 探月工程及各项深空探测。

被誉为“ 中国天眼”的500米口径球面射电望远镜是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，2016年9月在贵州落成。

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。

Answer 4

经典射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相似，投射来的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如不大于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，才能为接收机所检测。目前的检测技术水平要求最弱的电平一般应达 10 —20瓦。射频信号功率首先在焦点处放大10～1，000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

Answer 5

单天线射电望远镜相当于雷达接收机，或者相当于那种锅状的电视卫星接收器，只不过单天线射电望远镜的口径要大得多，通常十米或几十米，大的几百米，我国贵州正在建设一个500m口径的，简称FAST。

此外，还有多天线干涉，比如我国现有的北京40m，上海25m，乌鲁木齐25m，云南40m，这四口“大锅”，就可以协同作战，同时观测共同目标源，彼此干涉，这样能更精准地测定源的位置，其分辨精确程度取决于基线长度和所观测电磁波的波长，基线越长定位精度越高，因此中国VLBI网这个四边形几乎可以覆盖我国大部分领土，这个基线很大呢。（嫦娥一号的定轨过程其中一种重要的手段就是这四口“大锅”共同完成的）当然，中国的几个“大锅”目前已加盟欧洲VLBI网，有时会执行联合观测，此时几乎可覆盖全球，基线长度接近地球直径。

有些天文台（比如欧南台）还会建立自己的天线阵列，几十或几百个中小型单天线排列成阵，多天线干涉，这种阵列自主性强，排列更灵活，对观测频段的可调性更高，基线长度一般可延伸至几公里。

至于再具体的工作原理，如果LZ学过“电动力学”，那么去查查天线的工作原理就成了，此外“干涉”这个光学或者波的原理很简单了。