【汉语拼音】zonghe kongjing shedian wangyuanjing
【中文词条】综合孔径射电望远镜
【外文词条】aperture synthesis radiotelescope
【作者】乔国俊罗先汉
         一种分辨率和灵敏度都很高﹑能够成像﹑适合于观测不变的射电源的射电望远镜(图1
         由于衍射效应﹐光学望远镜的分辨本领受望远镜孔径的限制﹐分辨率近似等于工作波长λ与孔径D 的比值。射电天文使用的无线电波波长比光学望远镜使用的要长1万倍至1亿倍﹐如要得到同样的分辨率﹐射电望远镜的天线孔径就要比光学望远镜的口径大同样的倍数。现在世界上最大的全可转射电望远镜的孔径也仅比最原始的光学望远镜的口径大几千倍﹐离上述要求甚远。另外﹐光学方法能够比较容易地成像﹔而对无线电方法来说﹐由于接收技术的关系﹐不能像照相底片那样一下子照出相片来﹐而必须把射电望远镜的方向束对所研究的天区一点一点地顺序扫描。
         二十世纪上半叶﹐结晶学家探讨了一种理论﹐可用间接方法获得图像。五十年代初﹐英国剑桥大学卡文迪许实验室的射电天文学家赖尔等人﹐把这种理论发展成射电天文中的综合孔径技术。我们知道﹐任何一幅图像都可以分解成许多亮度分布的正弦和余弦成分﹔反之﹐如果知道了这些正弦和余弦成分﹐就可以合成原来的图像。综合孔径望远镜就是利用这种原理工作的。实际的做法如图2
         设想我们从天上北极星的位置看地球上东西排列的天线阵﹐随著地球自转﹐它刚好一昼夜扫过一个圆。就是说地面上固定不动的天线阵﹐利用地球自转也能获得一个圆面上许多天线的观测效果。这种方法称为地球自转综合。它的优点是在综合观测中不需要天线布满圆面或在圆面上移动天线。它的缺点是﹐单就天线阵而言﹐对天空中不同方向上射电源的观测效果不一样。例如﹐上述东西排列的天线阵﹐在天赤道上看来﹐在地球自转过程中只有长度的变化﹐构不成一个平面。为克服这个缺点﹐可同时在几个方向上排刑煜摺Ｄ壳按蟛糠肿酆峡拙锻毒迪低畅o除固定的天线外﹐一般有一两个或一系列可动的天线﹐以排列所需要的天线阵。这种既改变排列距离﹑又作地球自转综合的双重综合﹐在时称为超综合。
         现在世界上的大中型综合孔径射电望远镜﹐一部分是由其他型式的干涉仪改成综合孔径。许多大天线配合一些小天线﹐兼作综合工作﹐或者由远处各地的数面大天线构成甚长基线干涉仪﹐作一些粗略的综合工作。正在建造中的最大的综合孔径射电望远镜是美国国立射电天文台的甚大天线阵(VLA)﹐由27面直径25米的天线组成﹐Y形排列﹐每臂长21公里﹐厘米波段最高分辨率可达角秒量级﹐与地面上光学望远镜的实际分辨率相当﹐成像时间为8小时。