Вольвач А. Е., Стрепка І. Д., Нікітін П. С., Вольвач Л. Н.

Кримська астрофізична обсерваторія, РТ-22, Ялта 98680, Україна Тел.: (0654) 237152; e-mail: volvach (g). Crao. crimea.ua Шульга В. М., Антюфєєв А. В., Мишенко В. В. Радіоастрономічний інститут НАН України, Харків 61002, Україна

Анотація Розроблено і введено в дію спектр аналізатор для проведення систематичних і комплексних досліджень областей зореутворення. У режимі одиночної антени проведені спектральні спостереження джерел мазерного випромінювання в лінії водяного пара на частоті 22 ГГц.

I. Вступ

Радіовипромінювання НДО мазерного джерел на частоті 22.2 ГГц (обертальний перехід між рівнями 6-I6 5гз) було відкрито близько 30 років тому. Після відкриття було визначено, що джерела Н2О мазерного випромінювання пов’язані з двома класами об’єктів: 1) області зореутворення і 2) зірки пізніх спектральних типів.

Для вивчення процесів, що відбуваються в області зародження ліній, потрібні систематичні спостереження областей мазерного випромінювання. Основними вимогами, що пред’являються до радіотелескопу, є висока стабільність гетеродинів та високу спектральне дозвіл.

У даній роботі представлений Фур’є спектр аналізатор паралельного типу. Наведено також результати спектральних вимірювань мазерного джерел в лінії водяного пара. Робота є продовженням робіт розпочатих раніше [1, 2].

II. Апаратура

Аналоговий сигнал оцифровується 6разрядним АЦП і накопичується в буферній пам’яті плати сполучення. Після заповнення пам’яті про

На 22-м радіотелескопі КрАО для реєстрації сигналу був введений в дію Фур’є спектр аналізатор паралельного типу на основі процесора Athlon-1000. Спектр аналізатор складається з персонального комп’ютера з процесором Athlon 1 ГГц, двох плат сполучення та плати аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Структурна схема плати сполучення представлена ​​на рис 1.

Рис. 1 Плата сполучення Fig. 1. Interface board

цессор дає команду на передачу інформації з буферної пам’яті в оперативну пам’ять комп’ютера. Передача відбувається в режимі DMA без участі процесора. Процесор в цей час запрограмований на обчислення Швидкого перетворення Фур’є і нагромадження спектра сигналу. Застосування двох плат сполучення і передачі в режимі DMA дозволило распараллелить процеси і практично звести до нуля втрати часу, обумовлені рахунком Фур’є-перетворення (см рис 2.)

Рис. 2. Процес рахунки Fig. 2. Counting process

Кількість каналів визначається алгоритмом і однаково може бути рівним 512, 2048 або 8192.

Спектр аналізатор має два вбудованих генератора тактовою частоти, які дозволяють реалізувати миттєву смугу частот 2 МГц або 4 МГц. Також передбачена можливість підключення зовнішнього тактового генератора для зміни смуги частот спектр аналізатора в межах від 1 до 6 МГц.

Управління спектр аналізатором здійснюється або в ручному режимі, або через СОМ порт комп’ютера.

III. Спостереження

У листопаді 2002 р. з використанням кріоелектронної радіометра на частоту 22 ГГц [3] і спектр аналізатора були проведені спостереження вибірки мазерного джерел. Малошумливий підсилювач високої частоти охолоджувався замкнутої кріогенної системою водневого рівня. Температура системи в гарну погоду становила 130 К в напрямку зеніт. Розмір головної пелюстки діаграми спрямованості антени на рівні 0,5 на частоті мазерного лінії водяного пара (22.23508 ГГц) становив 170 “.

Антенні температури від джерел вимірювалися відомим методом ON-OFF. Для сильних джерел перед вимірюванням інтенсивності випромінювання визначалося положення джерела скануванням. Залежність ефективної площі антени Аеф від кута висоти проводилася за даними вимірів калібрувальних джерел 3C123, DR21, NGC7027, 3C274 і планет Юпітера і Сатурна. За нашим вимірам калібрувальних джерел ефективна площа РТ-22 зменшувалася на «20% при перевстановлення його від зеніту до кута висоти 15 °. Помилка урахування змін АЕф становила в середньому близько 2,5%.

Рис. 3 Спектри мазерного джерел Fig. 3. Spectra of maser sources

На ріс.З наведені виміряні спектри спостережуваних мазерного джерел. По горизонтальній осі відкладена швидкість в км / с. За вертикальної антенна температура в К. Над кожним графіком вказані координати (J1950) і назва джерела.

IV. Висновок

Фур’є спектр аналізатор істотно збільшує спектральне дозвіл і дає можливість проводити систематичні і комплексні дослідження областей зореутворення. З використанням 22-м радіотелескопу отримані нові дані

про спектрах мазерного джерел.

V. Список літератури

[1] Вольвач А. Е “Матвеенко П. І., Нестеров Н. С. Изв. Крим, астрофіз. обсерваторії, Т.89, 1995, С.108.

[2] Вольвач А. Е, Стрепка І. Д., Нестеров Н. С., Нікітін П. С. / / Изв. Крим, астрофіз. обсерваторії,

[3] Нестеров Н. С., Вольвач А. Е, Стрепка І. Д.,

Шульга В. М., та ін / / Радіоастрономія і радіофізика, Т.5, 2000, N.3, С.320-322.

THE SPECTRUM ANALYZER FOR STUDY OF MASER SOURCES ON RT-22 CRAO

Volvach A. E., Strepka I. D., Nikitin P. S., Volvach L. N. Crimean Astrophysical Observatory, RT-22 Yalta 98680, Ukraine Phone: (0654) 237152 E-mail: volvach @) _сгао. Crimea, ua Shulga V. М., Antufeev A. B., Mishenko V. V.

Radio Astronomical Institute ofNASU Kharkov 61002, Ukraine

Abstract The spectrum analyser was introduced into operation on 22-m radio telescope for systematic and complex studies of star forming regions. The spectrums of maser sources in water vapor line have been measured in single-dish mode.

I.  Introduction

Radio emission from H20 maser sources at 22.2 GHz (the rotation transition between the 616 52з levels) was found 30 years ago. After the discovery it was realized that H20 maser sources were associated with two distinct classes of object: 1) regions of star formation and 2) late-type stars.

For study of processes occurring in the field of generations of lines, the systematic observations of regions of maser emission are required. The main requirements presented to radio telescope are the high stability of local oscillator and high spectral resolution.

In this paper we present Fourier spectrum analyzer of parallel type. The results of spectral measurements of maser sources are presented also. The paper is a continuation of the paper [1, 2].

II.  Equipment

The spectrum analyzer of parallel type on the base of processor Athlon-1000 was introduced into operation on 22-m radio telescope CRAO (station "Simeiz" of the European VLBI Network) for registration of signals. The spectrum analyzer consists of personal computer with processor Athlon 1 GHz, two interface boards and an analog-digital converter (ADC) board. The scheme of interface board is shown on Fig. 1.

The analog signal is digitized 6-dass ADC and it is accumulated in the buffer memory of the interface board. After filling the memory the processor gives a command on issue of information from buffer memory in operative memory of computer. The issue occurs in DMA mode without participation of processor. In this time the processor is programmed for calculation of Fourier quick transformation and agglomeration of spectrum of signal. Using two interface boards and issues in DMA mode has allowed separate processes and practically bring to naught waste of time, given by calculation of Fourier transformations (Fig. 2.).

The number of channels is defined by the algorithm and it is can be 512, 2048 or 8192.

The spectrum analyzer has two built-in generators of clock rate, which allow to realize the instant band of 2 MHz or 4 MHz frequencies. There is a possibility to connect with an external pulsing generator to change the band of frequencies of the spectrum analyzer from 1 to 6 MHz also.

The control of the spectrum analyzer is realized either in manual mode, or through COM port of computer.

III.  Observations

There were the observations of sample of maser sources with use 22 GHz receiver [3] and the spectrum analyzer in November 2002. The Low Noise Amplifier is a cryogenically cooled one. In good weather conditions the system temperature is 130 К in zenith. At the water maser frequency (22.23507985 GHz), the HPBWofthe telescope is 170 “.

The antenna temperatures from sources were measured by the standard ON-OFF method. For strong sources, before measuring the intensity, we determined the source position by scanning. The gain-zenith angle curve has been determined with accurate observations of the continuum calibration sources 3C 123, DR 21, NGC 7027, 3C 274, and Jupiter and Saturn. According to our measurements of the calibration sources, the effective area Aeff of telescope decreased by ~20% as it was relocated from the zenith to an elevation of 15°. The error in the correction for changes in Aeff was about 2.5%, on the average.

The spectra of observed maser sources are shown in Fig.3. The horizontal scale is the velocity in km s’1. The vertical scale is the antenna temperature in K. It specifies coordinates (J1950) and a name of source on each graph.

IV.  Conclusion

The Fourier spectrum analyzer increases spectral resolution and gives an opportunity for the systematic and complex studies of star forming regions. New data about the spectrums of maser sources had been obtained using the 22-m radio telescope.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.