一种方位及俯仰可调控制平台的实现

微波接收机是射电望远镜中专门用于接收射电信号的设备,而强度校准的目的是将接收到的射电信号响应等效地转换为天文意义上的流量密度。由于毫米波校准还易受到大气吸收作用,因此对大气不透明度的测试尤为重要。文中通过搭建机械转动平台及其控制系统,可以精确实现7 mm 波段常温接收机在目标方位下进 行0°~ 90°俯仰扫描观测。通过控制软件并行记录在不同仰角下的接收机输出功率,结合大气辐射转移方程,采用非线性最小二乘拟合的方式,最终得到当前方位7 mm 波段实时的大气不透明度值,很好地实现了精确控制及自动测试功能。     

Ku 波段接收机噪声温度测试及分析

微波接收机是射电望远镜中专门用于接收射电信号的设备,接收机的噪声温度是检验其灵敏度的重要指标。经典的接收机噪声温度测试方法是冷热负载法,但该方法不能在观测中随时进行,且受制于接收机尺寸,而斩波轮法用来自冷空的辐射代替不易实现的冷负载,在测试中仅需使用常温黑体。文中搭建了简易的Ku 波段常温接收机,使用上述2 种方法分别测试该接收机的噪声温度。通过选用不同规格的常温黑体及减小冷热负载之间的温度差来检验冷热负载法测试的不确定性,再对采用冷热负载法确定的最终噪声温度与采用斩波轮法得到的测试结果进行对比,最终确定在晴好的夜间条件下,斩波轮法可以满足Ku 波段接收机噪声温度的测试需求。     

保持制冷接收机真空窗口干燥的充气系统

微波接收机系统是射电天文观测不可或缺的信号接收设备。通过制冷可以很大程度上降低接收机的噪声温度,从而提高接收机的灵敏度。在接收机制冷后,杜瓦内外温差达200 K以上。由于1.3 cm波段接收机的特殊设计,空气中的水汽会在真空窗处与低温密封薄膜直接接触从而遇冷凝结,这将会影响接收机的接收性能。因此,1.3 cm波段接收机在真空窗外围设计一个干空气腔体,通过充气系统给该腔体时刻注入新鲜、干燥的空气,用小的泄漏来排除腔体内部陈旧气体。这样,真空窗与外界就始终被干燥的空气隔离开,从而避免了水汽在该位置的遇冷凝结。     

C波段制冷接收机充气系统

充气系统是给制冷接收机干空气腔体提供新鲜干燥空气、排出陈旧气体以防止水汽在真空窗表面遇冷凝结而影响观测的气动系统。某26 m射电望远镜C波段制冷接收机的馈源在杜瓦外部,故该接收机的充气系统将馈源设计为干空气腔体,通过充气机提供干燥空气,使用气体缓冲器作为辅助气源用于在充气机停止工作时补充提供干燥空气,以小的泄漏排出馈源腔体内的陈旧气体。该气动系统能很好地避免C 波段制冷接收机真空窗口表面结冰,在自动控制下的充气系统也可以很好地补偿腔体内压的变化,使得整个充、排气过程更加稳定,真空窗口表面保持干燥。