Радиоинтерферометр

Радиоинтерферометр представляет собой радиотелескоп, состоящий из двух различных антенн, электрически связанных в единую систему. Радиосигналы с двух антенн подаются на общее приемное устройство.

Диаграмма направленности интерферометра представляет собой серию лепестков

Если направление на источник космического радиоизлучения перпендикулярно базе интерферометра, т. е. прямой, соединяющей обе антенны, то сигналы от двух антенн имеют одну и ту же фазу и регистрируется усиленный сигнал. Через некоторое время вследствие вращения Земли источник изменит положение относительно базы, тогда радиоволны от источника будут приходить на антенны с разной фазой: путь движения радиоволны до антенны А больше на отрезок АС, и величина результирующего сигнала уменьшится. Если отрезок АС равен половине длины (или нечетному числу половин длин волн радиоизлучения), то радиоволны приходят в противоположной фазе и сигналы от антенн А и В полностью погасят друг друга. Таким образом, при движении источника мощность принимаемого сигнала будет плавно изменяться, увеличиваясь и уменьшаясь, т. е. диаграмма направленности радиоинтерферометра представляет собой серию лепестков. Угловые размеры лепестков определяются отношением длины волны принимаемого радиоизлучения к длине базы L. Так что разрешающая способность радиоинтерферометра, зависящая от угловых размеров лепестков, тем выше, чем дальше друг от друга установлены антенны.

Изучая строение и размеры далеких космических радиоисточников, например квазаров, необходимо иметь инструменты с разрешающей способностью лучше одной угловой секунды.

Чтобы достичь такой разрешающей способности, база радиоинтерферометра должна быть не менее 200 км. Это расстояние слишком велико, чтобы использовать проводную электрическую линию для связи антенн с одним и тем же приемным устройством. Для того чтобы преодолеть это затруднение, используют радиоинтерферометр со сверхдлинными базами.

Такой радиоинтерферометр принимает радиосигналы от космического источника на каждой антенне независимо, но точно в один и тот же момент времени. Каждый сигнал записывается, например, на ленту магнитофона. Затем две записи сигнала совмещаются в центре обработки, и результирующий сигнал получается таким же, каким он был бы получен с помощью интерферометра, антенны которого соединены непосредственно электрической проводной линией.

Направление на источник космического излучения (условная звездочка) перпендикулярно базе интерферометра. Сигналы от двух антенн имеют одну и ту же фазу

Источник изменил положение относительно базы интерферометра. Радиоволны от источника имеют разные фазы

Такой метод позволяет осуществлять интерференцию с очень большими базами. Так, при совместных советско-американских исследованиях была использована межконтинентальная база между радиотелескопами, один из которых был установлен в СССР, а другой - в США. Длина базы при этом в 300 000 000 раз превышала длину волны принимаемого радиоизлучения. Это позволило изучать далекие космические источники с огромным угловым разрешением - около 0,0004".

Возможно создание космических радиоинтерферометров, в которых одна антенна устанавливается на Земле, а другая - на орбитальной станции или на Луне.