Вольвач А. Е., Нікітін П. С., Стрепка І. Д. НДІ «Кримська астрофізична обсерваторія» РТ-22, Кацивелі, м. Ялта – 98680, Україна Тел.: (0654) 237152; e-mail: volvach @ crao.crimea.ua

Анотація – Розроблені та введені в дію неох-лаждающей радіометри на частоти 2 і 8 ГГц для проведення спостережень методом радіоінтерферометрії з наддовгими базами на 22-м радіотелескопі КрАО. Шумова температура приймальної системи в зеніті склала 80 К і 85 К на частотах 2 і 8 ГГц відповідно, що практично не відрізняється від її величини з колишнім охолоджуваним підсилювачем і відповідає світовим стандартам. З РНДБ спостережень, виконаних згідно геод-наміческіх програмами, отримані оцінки горизонтальної швидкості руху радіоастрономічної станції Сімеїз, розташованої на Південному березі Криму. Станція переміщається щодо Євразійської тектонічної плити зі швидкістю 2.8 ± 0.9 мм / рік у північно-східному напрямку.

I. Вступ

В даний час метод радіоінтерферометрії з наддовгими базами є найбільш точним в астрометрії. Глобальна мережа радіоастрономічних станцій регулярно проводить спостереження позагалактичних джерел. Спостережні програми є частиною спільних зусиль для вирішення завдань побудови земної та небесної систем координат, а також визначення параметрів обертання Землі, що проводяться під егідою міжнародної РНДБ служби.

Основними вимогами, що пред’являються до радіотелескопу, що входять в РНДБ мережа, є висока чутливість, яка забезпечується зниженням шумів приймальної системи, а також висока стабільність гетеродинів.

У даній роботі представлені неохолоджувані радіометри на частоти 2 і 8 ГГц. Також наведені результати вимірювань в складі міжнародної геодинамічної РНДБ мережі положення і швидкості руху станції Сімеїз, відомої також під ім’ям «CRIMEA».

II. Апаратура

22-м радіотелескоп (РТ-22) Кримської астрофізичної обсерваторії розташований на південному узбережжі Кримського півострова біля селища Симеїз в

19 км на захід від міста Ялта. Він брав участь у найперших міжконтинентальних РНДБ спостереженнях у вересні 1969 року за астрофізичним програмами. Станція Сімеїз була модернізований в 1994 році в рамках співробітництва між Україною (КрАО та ГАО НАНУ), США (NASA / GSFC) [1].

У 2001 р. РТ-22 був оснащений новими приймальними пристроями на частоти 2 і 8 ГГц. Особливості цих приймальних пристроїв полягають у використанні в них неохолоджуваних малошумящих СВЧ транзисторного підсилювачів (МШУ), виготовлених АТ «Міррад». Сумісний опромінювач дозволяє одночасно приймати випромінювання в лівій або правій кругової поляризації. Проведена фокусування системи дозволила отримати ефективну площа не менше 200 м2 в обох діапазонах. Вхідні МШУ з пристроями перетворення сигналів до проміжної частоті і сінхронізуемимі гетеродинами, з пристроями фазової і амплітудної калібрувань розташовані в первинному фокусі РТ-22.

Для успішного функціонування станції Сімеїз проведені дослідження параметрів системи радіотелескоп-радіометр в режимі одиночної антени. У табл. 1 наведені характеристики системи радіотелескоп-радіометр. Для вимірювання ефективної площі антени використовувалися вимірювання SEFD. Ширина діаграми спрямованості антени © про 5, рівень першого бічного пелюстки SL і КВП апертури розраховувалися на основі виміряної діаграми спрямованості опромінювача.

Таблиця 1. Характеристики системи радіотелескоп-радіометр.

Характеристика

2 ГГц

8 ГГц

©0.5

23.5

6.5

SL, дБ

<20

<20

КВП

0.55

0.6

ТсІС | К

80

85

Вимірювання параметрів системи радіотелескоп-радіометр проводилися за допомогою системи реєстрації Марк-3 та програмного забезпечення Field System. Шумова температура системи визначалася нами за джерелами з відомими в даному діапазоні потоками: Vir-A, Cas-A, Cyg-A, Tau-A. Проводився облік ширини головної пелюстки діаграми спрямованості та кутового розміру джерела. Перед кожним вимірюванням шумовий температури системи, точність наведення на джерело визначалася скануванням. Потім радіотелескоп встановлювався по черзі на радіоджерело і на точку, віддалену від нього на 5 величин головної пелюстки діаграми спрямованості на рівні 0,5 (джерело – фон). Цифровий вихідний сигнал радіометра інтегрувався в перебігу 10 с в кожному положенні радіотелескопу за допомогою системи реєстрації Марк-3. За отриманими в двох різних положеннях антени відгукам радіометра, визначалася еквівалентна щільність потоку системи. В залежності від інтенсивності випромінювання джерела проводилася серія з 6-10 вимірювань, після чого розраховувалося її середнє значення і оцінювалася середньоквадратична помилка середнього.

Шумові характеристики введених в дію неохолоджуваних приймальних пристроїв практично не відрізняється від величин, що були з колишніми охолоджуваним підсилювачами і відповідають світовим стандартам [2]. Застосування неохолоджуваних радіометрів значно зменшило вагові навантаження на штанги, несучі кабіну первинного фокуса, приблизно на 100 кг; спрощений процес монтажу апаратури. Внаслідок відмови від охолодження значно зменшено енергоспоживання приймача.

III. Спостереження

У період з 2001 – 2004 рр.. з використанням нових неохолоджуваних радіометрів було проведено більше 20 сесій спостереження в складі міжнародної РНДБ мережі за міжнародними геодінаміче-ськими проектами International VLBI Service – Terresti-cal reference frame observations і EUROPEAN Geodetic VLBI Network. У табл. 2 вказані радіотелескопи, що брали участь в експериментах.

Таблиця 2. Станції, які брали участь в РСДБ експериментах.

РНДБ пункт

Країна

Simeiz

Україна

Jodrell Bank

Британія

Medicina

Італія

Onsala

Швеція

Matera

Італія

Noto

Італія

NyAlesund

Норвегія

Wettzell

Німеччина

Metsahovi

Фінляндія

Urumqi

Китай

Yebes

Іспанія

Hobart

Австралія

FortLeza

Бразилія

Gilcreek

США

Tsukuba

Японія

Ohiggins

США

Ко kee

США

Fairbanks

США

Effelsberg

Німеччина

Для аналізу даних спостережень були використані всі доступні двосмугові РНДБ спостереження за 25 років: 1979 – 2003, 2937 сесії, 2719961 спостереження, включаючи 64 успішних сесій за участю станції Сімеїз під час яких було отримано понад 20 000 групових затримок. Станція Сімеїз переміщається щодо Євразійської тектонічної плити зі швидкістю 2.8 ± 0.9 мм / рік у північно-східному напрямку [3].

IV. Висновок

Введення в дію неохолоджувані радіометри на частоти 2 і 8 ГГц, дало можливість продовжити на РТ-22 геодинамічні дослідження в складі міжнародної РНДБ мережі. Шумова температура приймальної системи в зеніті практично не відрізняється від її величини з колишнім охолоджуваними підсилювачами і відповідає світовим стандартам.

Проведені геодинамічні дослідження показали, що станція Сімеїз переміщається щодо Євразійської тектонічної плити зі швидкістю 2.8 ± 0.9 мм / рік у північно-східному напрямку.

V. Список літератури

[1] A. Volvach, L. Petrov, N. NesterovII Kinematics and Physics of Celestial Bodies. 1999. V.1, P.116-118.

[2] A. Volvach, I. Strepka II NASA/TP-2002-210001. Ed. by

N. Vandenberg and K. Baver. International VLBI Sevice for Geodesy and Astrometry. Greenbelt, MD 20771 USA. 2003. P.115-118.

[3]  L. Petrov, A. Volvach, N. Nesterov, II Kinematics and Physics of Celestial Bodies. 2001, Vol.17, № 5, P. 424-436.

2- AND 8-GHz RADIOMETERS FOR SIMEYIZ VLBI STATION

Volvach A. Ye., Strepka I. D.

RT-22, Crimean Astrophysical Observatory Yalta – 98680, Ukraine phone: (0654) 237152, e-mail: volvach@crao.crimea.ua

Abstract – The 2- and 8-GHz uncooled LNAs for VLBI radiometers were installed in Radio Telescope 22 at the Crimean Astrophysical Observatory (Simeyiz Station). A horizontal velocity of the Simeyiz Radio-Astronomical Station displacement was estimated using VLBI observations carried out under geodynamics programs. The station was found to move north-east at a rate of 2.8±0.9 mm/yr relative to the Eurasian tectonic plate considered as rigid.

I.  Introduction

Nowadays the technique of very long baseline interferome- try (VLBI) is regarded as the most accurate one in astrometry. The global network of radio-astronomy stations has been engaged in observations of extragalactic sources on a regular basis. Observation programs are a part of a joint effort aimed at maintaining the terrestrial reference frame, celestial reference frame and monitoring the Earth rotation parameters. These efforts are undertaken by international community under the auspices of the International VLBI Service. The paper summarizes the technical parameters and upgrades implemented to improve the reliability of the receivers. We have also focused our studies on the issues related to determining the position and drift of the Simeyiz Station.

II.  Equipment

The 2- and 8-GHz uncooled LNAs for VLBI radiometers were installed in Radio Telescope 22 at the Crimean Astro- physical Observatory (Simeyiz Station). The LNAs were developed and manufactured by Mirrad Joint-Stock Company assisted by the Crimean Astrophysical Observatory and the NASU Head Astronomical Observatory. Table 1 shows parameters of the receivers. The amplifiers, the phase and amplitude adjustment units were installed in the primary focus of the antenna. The LNAs are uncooled. A combined feed allows for a simultaneous reception of both left- and right-hand circularly-polarized radiations, although only one type of polarization may be recorded at a time. The feed horn is connected to the receiver by a straight X-band waveguide and a short S-band coaxial cable. The S-band focusing and a more precise X-band focusing were done by measuring antenna power patterns obtained during observations of Taurus-A, Virgo-A, Cas-A and Cygnus-A radio sources. The system equivalent flux density (SEFD) was measured by observing the strongest radio sources.

III.  Observations

Between 2001 and 2004 more than twenty international VLBI sessions were carried out using new uncooled radiometers. All the available dual-band geodetic VLBI observations accumulated in 25 years between 1979 and 2003 were used in the analysis: 3,058 sessions, 3,005,651 observations including 64 successful sessions that involved Simeyiz Station over 6 years providing about 20,000 high-quality measurements of group delays. The station was found to move north-east at a rate of 2.8±0.9 mm/yr relative to the Eurasian tectonic plate considered as rigid.

IV.  Conclusions

The 2- and 8-GHz uncooled LNAs for VLBI radiometers were commissioned on Radio Telescope 22 offering an opportunity for continued geodetic VLBI observations.

The Simeyiz Station is located 300 km from the edge of the Eurasian plate. Tectonic displacements in Eastern Mediterranean are quite complicated and result from the interaction between Eurasian, African and Arabian plates. The boundary of tectonic plates is associated with the North Anatolian transform fault. The Anatolian block moves westward along the fault and may cause deformations in the south part of the Eurasian plate. The obtained horizontal velocity at a rate of 2.8±0.9 mm/yr to north-east does not contradict this model.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»