На радиотелескопе РАТАН-600 САО РАН разработан и включен в штатный радиометрический комплекс радиометр на два частотных диапазона 1.45 и 2.35 ГГц (с ширинами полос 100 МГц). По техническому заданию САО РАН для этого радиометра разработана и изготовлена двухдиапазонная рупорная антенна с совмещенным фазовым центром (ФГУП СКБ ИРЭ РАН), Рис.1.

Рис. 1. Двухдиапазонная рупорная антенна с единым фазовым центром. Диапазоны 1400-1500 и 2200-2300 МГц. Ширина ДН по уровню -10 дБ 100 градусов, уровень боковых лепестков не более -17 дБ, потери < 0.2 дБ.

    Радиометр содержит новый для РАТАН-600 диапазон 1400-1500 МГц (вместо диапазона 1220-1270 МГц), поэтому потребовались новые неохлаждаемые малошумящие усилители, которые по техническому заданию САО РАН были разработаны и изготовлены в НПФ Микран, г. Томск (коэффициент усиления 38 дБ, коэффициент шума 0.5 дБ). Также, для нового диапазона разработаны новые полоснопропускающие фильтры. Для обоих диапазонов разработаны направленные ответвители (вносимые потери не более 0.3 дБ) для подачи сигнала калибровочного генератора шума во входной тракт радиометра при калибровке коэффициента усиления радиометра в каждом наблюдении. Новый радиометр внедрен в штатную эксплуатацию (Рис. 2).

Рис. 2. Новая двухдиапазонная рупорная антенна (слева) и радиометр установлены на комплексе радиометров континуума вторичного зеркала №1.

Рис. 3. Наблюдение калибровочного радиоисточника 3С286 на новом радиометре. Красная кривая — сигнал радиометра 13.3 см (2200-2300 МГц) синяя — радиометра 20.7 см (1400-1500 МГц).

Рис. 4. Обработка наблюдения и оценка параметров радиометра по радиоастрономическим наблюдениям.

    На Рис. 3 представлены исходные записи в каждом из диапазонов радиометра. Видны собственные шумы, температуры системы (уровни сигнала по оси Y), калибровочные сигналы. Радиоисточник проходит через неподвижную диаграмму направленности телескопа одновременно в обоих диапазонах (работа антенны с совмещенным фазовым центром). На Рис. 4 представлен результат обработки и оценки параметров радиометра в обоих частотных каналах.

    Таким образом:

• разработан, изготовлен и внедрен в штатные наблюдения новый двухчастотный дециметровый радиометр;
• радиометр позволил возобновить наблюдения на РАТАН-600 в дециметровых диапазонах с высокой чувствительностью по плотности потока (10-20 мЯн);
• самая длинная волна 25 см заменена на 21 см (20.6 см). Качество наблюдений (отношение сигнал/шум, стабильность) резко возросло;
• совмещенный фазовый центр двух диапазонов позволил проводить одновременное наблюдение в них (а не последовательное, за счет разноса рупоров на фокальной линии, как раньше).

    Область применения: астрофизические наблюдения космических радиоисточников разной природы - от объектов Солнечной системы до галактических объектов и далеких радиогалактик. В ближайшем будущем будут возможны спектральные наблюдения нейтрального водорода в Млечном пути и соседних галактиках. Планируется реализация активного цифрового помехоподавления, наблюдения быстропеременных процессов (пульсары, быстрые радиовсплески).

Авторы:
Цыбулёв П.Г., Нижельский Н.А., Призов П.В., Кратов Д.В., Удовицкий Р.Ю., Сотникова Ю.В., Борисов А.Н., Хапаев А.А. (САО РАН)

Работа выполнена в рамках государственного задания САО РАН (тема №225012903829).