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如何理解500m口径望远镜领跑世界射电天文?

已有 2506 次阅读 2015-2-26 22:53 |个人分类:天线|系统分类:观点评述|关键词:天线,500m射电天文望远镜| 天线, 500m射电天文望远镜


    如何理解500m口径望远镜领跑世界射电天文?

                ---疑问、思考与建议

                    都世民          

1931年,美国贝尔实验室央斯基用天线阵接收到银河系中心的无线电波。后来美国格罗特·雷伯建造一口径9.5米的天线,并在1939年接收到了来自银河系中心的无线电波,射电天文学从此诞生。雷伯用的9.5米天线是世界上第一架射电天文望远镜。

于今我国正在建造两座射电天文望远镜。一座是200810月底中国科学院和上海市人民政府于联合立项的65米的射电望远镜。一座望远镜始于1993年500米直径的FAST中国大科学工程。笔者先后两次看过相关报道。让人兴奋。可是仔细看后,有诸多疑问,引发笔者的一些思考:

这两个工程在建项目的介绍,这次科技日报的报道,是科普,不够专业,要点不突出,有的叙述言过其实,绝对化。最主要的是:如何领跑世界?换句话说,那些指标是世界水平?而65m望远镜介绍比较专业。

这项工程与“两弹一星”载人航天等相提并论合适吗?有什么理由?笔者看了报道觉得理由不充分!

3.总体性能是全球第一吗?天线口径为500m,有效口径为300m。业内人士都知道,天线口经是相对工作波长,全文对此不作交待,令人费解!射电望远镜工作波长大约从不及1毫米到30米左右FAST覆盖个波段天线接收效率是多少?

4.灵敏度与空间分辨率是多少?天线指向精度是多少?

5.这座望远镜探测空域是多少?天线方位与俯仰不能转动,探测空域不可能大于65m望远镜。

6.文中说:“射电”是比红外线频率还要低的电磁波段。射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅是一回事。这种介绍不科学,应该给出工作波段。应该简要介绍方案论证,选择前馈抛物面天线的理由,不采用卫星接收用的双反射面修正卡氏天线。这不是一回事!总工程师南仁东法,更应该说明不采用更多小口经天线,用合成孔径的方法实现比500m还要大的天线的理由。

7.方案论证与选定

射电天文望远镜可以有以下几种天线型式:

   (1).经典形式的旋转抛物面天线,亦称前馈抛物面天线

   (2).固定反射面天线

   (3).修正型卡塞格伦天线

   (4.)射电干涉仪 

   (5).综合孔径系统

500m天线选择固定反射面天线型式。

8.文中说:德国100米直径的“埃菲尔斯伯格”,FAST灵敏度将提高10一个是美国300米直径的“阿雷西博FAST灵敏度是全球第一吗?

9.透光率50%与型面公差、波段选择有矛盾。与雨雪对天线型面影响也有关如何优化设计?

10.天线尺寸:越大越好、天线为什么要做大?天线大小不是以宏观尺寸--直径来界定,

而是以直径与波长的比来界定。所谓越大越好的含义是什么?是电磁场强度、探测距离、波束宽度、天线噪声等指标有关。一架望远镜的分辨本领取决于它的尺寸和所用的波长。尺寸愈大﹐波长愈短﹐分辨本领就愈高。

11.天线型面公差与天线型面测量:毫米级精度不变形热变形30厘米。风负荷变形,自重变形、雨雪引起变形、六条400多米支撑钢索引起变形、30吨重的馈电系统引起变形等如何考虑?被六条400多米的钢索吊起。综合起来天线型面公差的均方值是多少?电气上如何处理,满足总的精度要求?激光定位系统校准。30吨重的馈电系统移动范围达200每一部分的位移都要控制在毫米级。天线型面公差的均方值与最大值是多少?65m天线型面公差均方根值是0.1mm500m天线要达到型面公差均方根值是1mm还是10mm

12.天线选址是什么原则?

为什么天线要设置在坑里?是风负荷引起大变形,超过1mm?还是为了减小电磁环境污染?测量过坑内电磁场吗?更圆更大积水、施工量是选址的基本原则吗?将来在此开发旅游对电磁环境污染是不希望的。绝对安静的说法不够确切! 

13.天线及射电望远镜性能检测如何考虑?用什么方法测量?

14.FAST至少需要应用30。这对射电望远镜维护及维修也是个难题.

15.10万次弯曲疲劳寿命的48芯动光缆,刷新了世界纪录。

以上问题和思考妥否?希望有关方面引起关注!

 

 

 




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2 蔡小宁 戴德昌

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