Хайкін В. Б.

Спеціальна астрофізична обсерваторія РАН Політехнічна 21, офіс 107, 195251, Санкт-Петербург, Росія e-mail: vkh@brown.nord.nw.ru Караваєв Д. М., Рибаков Ю. В.

Гпавная геофізична обсерваторія Карбишева 7, 195251, Санкт-Петербург, Росія e-mail: kdm@brown.nord.nw.ru


Анотація Описано результати контролю радіопрозорість атмосфери в процесі спостережень Сонця на багатопроменевому сонячному радіотелескопі (МСРТ) обсерваторії Туорла, Фінляндія в діапазонах 22.235 і

36.5 ГГц. Проводиться порівняння радіоастрономічного методу і методу атмосферних “розрізів”, дані оцінки точності, що досягається обома методами. Характеристики радіотелескопа на хвилях 1.35 см і 8 мм, отримані перед проведенням атмосферних вимірювань, наведено.

I. Вступ

Моніторинг потоку Сонця і Сонячних спалахів в ММ діапазоні вимагає контролю радіопрозорість атмосфери в напрямку джерела для подальшого відновлення істинного потоку та оцінки меж зміни прийнятого радіовипромінювання Сонця через варіацій оптичної товщі атмосфери. Добре відомий метод “розрізів” [1] дає досить високу точність вимірювання атмосферного поглинання, але вимагає зупинки процесу супроводу Сонця і відведення променя радіотелескопу від Сонця. Радіоастрономічний метод вимірювання атмосферного поглинання за Сонцем запропонований у ряді робіт, наприклад [2]. В даній роботі для вимірювання поглинання в атмосфері в процесі супроводу Сонця використовувалися обидва методи, даються оцінки досяжною ними точності, порівнюються переваги і недоліки їх застосування в процесі спостережень Сонця. Для вимірювань застосовувалися радіометри на хвилі 1.35 см і 8 мм, розроблені для атмосферного зондування [3].

II. Характеристики радіотелескопу

Основні характеристики МСРТ дано в [4]. Перед проведенням атмосферних вимірювань були виміряні діаграми спрямованості радіотелескопа по годинному куту і склонению на хвилі 13.5 мм, а також зроблена оцінка антеною ефективності радіотелескопу більше 60% на 8 мм.

Виміряні та розрахункові діаграми спрямованості МСРТ по годинному куту на хвилі 13.5 мм наведені на рис.1. Розрахункові та експериментальні напівширини діаграм спрямованості (HPBW) по обом координатам дані у таблиці під малюнком.

Згортка розрахункової діаграми спрямованості радіотелескопа з розподілом поля радіояркостних температур системи атмосфера підстилаюча поверхню показує незначний (менше 2%) внесок поля розсіювання антени в помилку вимірювання випромінювання атмосфери до кутів 2-3 град.

III. Вимірювання атмосферного поглинання

Для оцінки оптичної товщі (непрозорості) атмосфери г з вимірів радіовипромінювання найбільш часто використовують скалярний рівняння переносу

Рис. 1. Діаграма спрямованості МСРТ по годинному куту виміряна по 22 ГГц генератору на башті в зоні Френеля (угорі), результати моделювання діаграми в дальній зоні і зоні Френеля (в середині), розрахункові та експериментальні HPBWпо обом координатам на хвилі 13.5 мм.

Fig. 1. Radiation patterns of MSRT on the hour angle, measured with 22 GHz oscillator at the tower in Fresnel zone (top) and simulated in far and Fresnel zones (middle), simulated and measured HPBW at 13.5 mm (bottom)

радіотеплових випромінювання в нерассеівающей шаруватої атмосфері, записане в компактній формі:

де

Рис. 1. Зміна температурного профілю:

експеримент, 2 модель з шаром на висотах 8-9км, 3модель з поглинаючим шаром на висотах 14-16км, 4 відображає шар

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