专题讲座3--射电望远镜综述
中国天眼-FAST资料
中国天眼-FAST资料式，决定在平塘县大窝凼建设FAST射电望远镜。
这个地方地形险峻，山高谷深，是一个天然的喀斯特洼地。
这样的地形对于射电望远镜的建设非常有利，因为它能够提供天然的隔音和隔热，而且排水条件也非常好。
此外，这里的电磁环境也非常好，没有任何噪声或污染，这对于射电望远镜来说非常重要。
FAST是世界上最大的单口径射电望远镜，它的口径达到了500米。
这个望远镜是由___主导建设的，具有我国自主知识产权。
FAST的灵敏度比德国波恩100米望远镜高10倍，比美国阿雷西博350米望远镜综合性高10倍。
这个望远镜将在未来至少20年领先世界，被誉为“中国天眼”。
射电望远镜的口径大小非常重要，因为它能够决定望远镜的灵敏度和观测距离。
射电望远镜通过反射聚焦信号，把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。
因此，口径越大，望远镜就能看得越远，观测到的信息也就越多。
地形和施工条件也是影响射电望远镜建设的因素之一。
大窝凼的天然喀斯特地貌非常适合建设射电望远镜，因为它能够提供天然的隔音和隔热，而且排水条件也非常好。
如果是人工挖的坑，一下雨就会变成水库。
此外，电磁环境也非常重要，射电望远镜需要周围的电磁环境非常好，没有任何噪声或污染。
为了建设FAST，___早在2013年就决定在平塘县大窝凼建设射电望远镜。
这个地方地形险峻，山高谷深，是一个天然的喀斯特洼地。
这样的地形对于射电望远镜的建设非常有利，因为它能够提供天然的隔音和隔热，而且排水条件也非常好。
此外，这里的电磁环境也非常好，没有任何噪声或污染。
贵州省发布了《500米口径球面射电望远镜电磁波宁静区保护办法》，规定了核心区、协调区和边远区的范围。
同时，黔南布依族苗族自治州也颁布了《500米口径球面射电望远镜电磁波宁静区运行环境保护条例》，成为中国首部射电天文望远镜电磁宁静区运行环境保护法规。
根据条例，核心区半径5公里内禁止设置无线电台和建设产生辐射电磁波的设施，半径5至30公里区域内不得建设会对射电望远镜正常运行构成干扰的设施。
射电望远镜
典型项目
上海佘山65m口径可转动射电天文望远镜
2012年3月，65米口径可转动射电天文望远镜工程在上海佘山脚下紧张施工，这将是亚洲最大的该类型射电 望远镜，总体性能在国际上处于第四位。据介绍，这台望远镜属于中国科学院和上海市政府重大合作项目，已于 2012年10月28日在沪启动。
对单天线射电望远镜来说，天线的直径越大分辨率越高。但是天线的直径难于作得很大，单天线的最大直径 500米 。对射电干涉仪来说，两个天线的最大间距越大分辨率越高。另外，在天线的直径或者两天线的间距一定 时，接收的无线电波长越短分辨率越高。拥有高灵敏度。高分辨率的射电望远镜，才能让我们在射电波段"看"到 更远，更清晰的宇宙天体。
特点优势
射电望远镜与光学望远镜不同，它既没有高高竖起的望远镜镜筒，也没有物镜，目镜，它由天线和接收系统 两大部分组成。
巨大的天线是射电望远镜最显著的标志，它的种类很多，有抛物面天线，球面天线，半波偶极子天线，螺旋 天线等。最常用的是抛物面天线。天线对射电望远镜来说，就好比是它的眼睛，它的作用相当于光学望远镜中的 物镜。它要把微弱的宇宙无线电信号收集起来，然后通过一根特制的管子（波导）把收集到的信号传送到接收机 中去放大。接收系统的工作原理和普通收音机差不多，但它具有极高的灵敏度和稳定性。接收系统将信号放大， 从噪音中分离出有用的信号，并传给后端的计算机记录下来。记录的结果为许多弯曲的曲线，天文学家分析这些 曲线，得到天体送来的各种宇宙信息。
性能参数
据了解，这台65米的射电望远镜是中国科学院和上海市人民政府于2008年10月底联合立项的重大合作项目。 其接收范围覆盖8个波段，总体性能列全球第四。
射电望远镜的研究与应用
射电望远镜的研究与应用射电望远镜是一种利用射电技术来接收、处理和分析来自宇宙空间的电磁波信号的望远镜。
它可以探测到远古宇宙中的星系、星云和高能天体等，可以帮助天文学家们研究和解读宇宙的奥秘，甚至还可以用于搜索外星智慧生物的信号。
射电望远镜的研究和应用已经成为现代天文学的重要组成部分。
一、射电望远镜的发展历程射电望远镜的发展可以追溯到二十世纪三十年代初，当时荷兰物理学家奥波尔特·吉－斯密特（Oort）首次提出利用射电技术来研究天体。
在接下来的几十年里，美国、英国、加拿大、澳大利亚等国家相继建造了一大批射电望远镜，对宇宙中的射电波进行了探测和研究。
其中，1962年澳大利亚的洛巴赫天文台投入使用的64米口径射电望远镜被认为是当时世界上最先进的射电望远镜。
1983年，中国也建立了自己的第一座射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST），这是一个具有里程碑意义的事件。
目前，全球范围内已经有400多座射电望远镜在运行。
二、射电望远镜的分类及特点射电望远镜可以按其口径大小分为小口径和大口径两类。
小口径射电望远镜主要用于测量太阳和银河系等较小尺度的星系，如美国的VERY LONG BASELINE ARRAY（VLBA）；而大口径射电望远镜则可以用于研究更远的星系和宇宙射线等高能天体，如世界上最大的500米口径球面射电望远镜（FAST）。
射电望远镜还可以按其构造形式分类，可以分为单天线、阵列和干涉仪三种。
单天线是指只有一个接收器的望远镜，它们通常由一个碟形抛物面和一个接收放大器组成。
阵列是由多个单天线组成的，可以增加信噪比和灵敏度。
而干涉仪采用了多个单天线组成的阵列，可以产生更精确的图像。
射电望远镜具有灵敏度高、波长长、穿透力强等特点。
它可以探测到宇宙中的氢气、分子氢、原子和离子等的信息，从而研究星系的构成、演化和动力学，推断宇宙的年龄、形态和起源等。
此外，射电望远镜对于研究宇宙射线、宇宙微波背景辐射、暗物质和暗能量等也有着重要的意义。
中国天眼500米口径球面射电望远镜
中国天眼500米口径球面射电望远镜处于洼地，可以捕捉到遥远星系极其微弱的信号。
这是怎么做到的？这，就是我国500米口径球面射电望远镜——“中国天眼”（FAST）的过人之处！它是世界最大单口径射电天文望远镜，目之所及，即是“光年之外”；“功力”强大，洞悉深暗宇宙。
山廓作眼睑，圈梁是眼眶，反射面板当眼球，馈源舱为瞳孔——高空看它，银色巨“眼”，气象非凡：它的口径达500米，相当于30个足球场的接收面积，光反射面板就有4450块；除了大，值得骄傲的还有，它是世界上灵敏度最高的射电望远镜。
众所周知，天文学是一门高度依赖观测设备的科学。
没有观测设备，只能进行理论研究或基于他人数据的研究。
现在好了！历时22年，有了“天眼之父”南仁东倾毕生心血建成的“中国天眼”，“我们在国际天文学领域的地位不一样了……在射电天文学领域，我们已经进入第一方队。
”中国科学院院士、FAST科学委员会主任武向平说。
引力理论、星系演化，乃至物质和生命的起源，解锁这些困扰人类已久的宇宙奥秘，“中国天眼”可以发挥什么作用？来看看它的成绩单吧！正式验收两年来，已发现约500颗脉冲星，成为世界上发现脉冲星效率最高的设备。
“我们有信心搜寻到1000颗脉冲星。
”国家天文台首席研究员韩金林说，作为大质量恒星死亡后的残骸，脉冲星长期以来都是天文和物理的前沿研究领域，对其发现和研究，是国际上大射电望远镜关键科学目标之一。
“中国天眼”，已经成为世界上最强大的脉冲星搜寻利器！年观测时长超过5300小时，已远超国际同行预期的工作效率；基于观测数据发表的高水平论文达到120余篇……其中，快速射电暴（宇宙中最明亮的射电暴发现象）研究成果发表于国际科学期刊《自然》杂志，使得我国相关科研团队迅速成为国际快速射电暴的核心研究力量。
1月6日，《自然》杂志以封面文章形式发表“中国天眼”中性氢谱线测量星际磁场的重大进展，人类破解恒星诞生谜题又前进了一步。
按照科学目标和相关战略规划，“中国天眼”还确立了多个优先和重大项目，包括多科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银河系偏振巡天、脉冲星测时、快速射电暴观测等。
科技教育之美“中国天眼”的前世今生心得10篇
科技教育之美“中国天眼”的前世今生心得10篇科技教育之美“中国天眼”的前世今生心得体会10篇科技教育之美“中国天眼”的前世今生心得体会怎么写？我们有一些启发后,可以寻思将其写进心得体会中,如此就可以提升我们写作能力了。
下面是作者整理的关于科技教育之美“中国天眼”的前世今生心得体会的内容，欢迎阅读借鉴！科技教育之美“中国天眼”的前世今生心得体会篇1被誉为“中国天眼”的它是500米口径球面射电望远镜，它对我国科学研究具有重要意义。
资料上写了制造“中国天眼”约亿人民币，可以看出工程消耗巨大，它的反射面总面积也不小，他反射面总面积约25万平方米，将近30个足球场，它的高度有一座山一样高，需要8座山才能勉强把他包围。
科学家们通过“天眼”发现了132颗优质的脉冲星候选体，其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星，是不是很厉害呢?它对中国的意义不亚于核武和北斗系统哦!“天眼”综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的10倍，与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍，并且这个天眼还有可能检测外太空的外星人，所以霍金之前连续警告过这个方案，因为如果真的检测到外星人的话，对地球不是一件好的事。
“天眼”它是探索太空的关键，也是每个拥有太空梦的希望，更是向科技技术发展最重要的一步。
科技教育之美“中国天眼”的前世今生心得体会篇2随着信息时代的来临，科技发展突飞猛进，人们也逐渐开始关注起了地球之外的世界。
于是，在我国科学家们的努力下，一种新型的探测器#中国“天眼”应运而生了。
中国“天眼”，其实就是一台500米口径球面射电望远镜，简称FAST, 位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇。
“天眼”工程是我国天文学家南仁东于1994年提出设想，历时22年最终建成，综合性能约是著名射电望远镜阿雷西博的10倍，远远高出外国在这方面的制造水平。
正因为中国科学家有着大胆的想象、丰富的创造力以及对新事物的勇于尝试、探索，才有了今天中国天文观测技术的名列世界前茅的骄人成绩，黄皮肤黑眼睛的炎黄子孙们可以自豪地说：“中国的视野将是最开阔的!”中国能有这样的成绩，离不开背后千千万万人的默默付出，更离不开中华民族自古就流传下来的传统美德#谦虚，坚定。
天眼：世界最大单口径射电望远镜
天眼：世界最大单口径射电望远镜作者：韩静来源：《小康》2017年第23期人们把FAST形象比喻为“天眼”，这座世界最大单口径射电望远镜的目标是巡视宇宙中的中性氢和观测脉冲星以及地外文明。
简而言之，这只“观天巨眼”在未来可以使我们对宇宙产生全新的理解，把宇宙看得更通透。
如一个巨型天坑的大窝凼，是隐藏在贵州群山深处的一片天然洼地，这里只居住着12户人家。
架在贵州群山中的观天“巨眼”FAST就坐落于此，FAST全称为500米口径球面射电望远镜，是我国“十一五”重大科技基础设施建设项目之一，由中国科学院主管，中科院国家天文台负责建设，用以实现大天区面积、高精度的天文观测。
它的特殊之处在于，完全由我国科学家创新设计和研发制造，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
它的落成启用，利用了贵州天然的喀斯特洼坑作为台址;洼坑内铺设数千块单元组成500米球冠状主动反射面;采用了轻型索拖动机构和并联机器人，实现了望远镜接收机的高精度定位。
这样全新的设计思路，相比于400年前人类第一架4.2厘米口径的天文望远镜，FAST的口径是它的12000倍。
与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，FAST的灵敏度提高约10倍;与被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米望远镜相比，其综合性能提高约2.25倍。
从理论上说，FAST突破了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式，它能接收到137亿光年以外的电磁信号，这个距离接近于宇宙的边缘。
未来10年到20年它将保持世界一流设备的地位，肩负实现五大科学目标：巡视中性氢，探索暗物质，探索暗能量，发现脉冲星，寻找地外文明。
为FAST找到“家”台址的选择是中国科学家面临的首要问题。
贵州省平塘县克度镇金科村大窝凼洼地，是专家们先根据卫星遥感影像，对400多个备选洼地从形态特征、水文、地质、气象及电波环境等诸多方面进行初评，然后又通过计算机模拟工程填挖量，从中选出30多个实地考察，最后才选中了不大不小，深度合适，形状很圆，适于施工建设的“大窝凼”。
射电望远镜技术的现状和发展趋势
射电望远镜技术的现状和发展趋势自从射电望远镜于20世纪初期被成功建造出来，射电天文学研究领域得到了空前的发展。
射电望远镜的出现为天文学家提供了一种观测宇宙的全新方式，能够窥探到传统观测工具所无法观测到的宇宙现象。
据统计，现在全世界共有超过300个射电望远镜正在运行或在规划之中。
在这样高速的射电望远镜技术发展的背景下，我们来探讨一下射电望远镜技术的现状和发展趋势。
一、射电望远镜技术的现状1. 世界探测能力不断提高现在射电望远镜的直径和灵敏度已经大大提高。
例如，欧洲南方天文台组织建设的世界最大的射电望远镜——SKA，它的直径是4500米，地理灵敏度是现有同类科学设备的100倍，其收发器数量将达到280万个，这使它获得了前所未有的机会来探测未知领域并检测和深化我们对宇宙的认识。
SKA的完成将会使射电望远镜的探测能力成倍提高，从而推进天体物理、星系和宇宙学等领域的研究。
2.千万级射电望远镜的推广除了SKA，现在全球还有多个千万级射电望远镜在规划和建设当中。
例如北斗湖-300米射电望远镜，它拥有300米口径，并且建在距离北京市区200公里的皆河口天文观测基地，它将被用于精确探测引力波，研究宇宙起源并寻找外星生命等。
3. 射电望远镜技术正在发展新的方向射电望远镜技术不断拓展应用范围，为研究宇宙提供了新的途径。
例如基于中子星闪烁和弱激光技术的中子星激光射电干涉阵列，是中国科学家在地球科学领域开展的新型射电望远镜，它将用于探测地球内部结构，它还将嵌入高密度物质中，由此创造出本质上是全新类别的中子星探测技术。
4. 射电观测和其他波段观测相结合由于每种波长都有其独特的优势和缺点，在射电望远镜与其他波段观测的相结合下，可以增强探测灵敏度，提高观测精度，并且更全面地研究宇宙。
例如，欧洲南方天文台的宇宙漫游局（COSMOS）研究旨在利用射电和可见光/红外波段的各自优势来研究宇宙的演化和暴露它的未知性质。
二、射电望远镜技术的发展趋势1. 国际合作将会越来越常见现在，随着国际科学合作的加强，各国射电望远镜的建设和运行也将发生变化。
奇台射电望远镜：探秘更广阔的天区
奇台射电望远镜是新疆天文台110米口径全向可动射电望远镜。
它于2022年9月在我国新疆的奇台县开始建设，按照以所在地命名的惯例，被称为奇台射电望远镜。
文/程 醉责任编校/罗志丹奇台射电望远镜项目效果示意图/中国科学院新疆天文台射电望远镜我们常见的光学望远镜一般由物镜和目镜两组凸透镜构成，是一种用于观察遥远物体的光学仪器。
而射电望远镜则是接收和观测来自宇宙天体射电波的一种设备。
射电波是天文学的专用名词，它是无线电波的一部分。
从宇宙而来的无线电波会被地球大气层吸收或阻挡掉一大部分，而能够穿透大气层的这一小部分无线电波就被称为射电波。
电奇台射望远镜：探秘更广阔的天区射电望远镜虽然没有气象台光学望远镜那又长又高的镜筒，但它比光学望远镜复杂得多，主要由天线和接收系统两大部分组成。
射电望远镜一般使用一面或多面天线（多面天线也称为天线阵），以及高灵敏度的无线电接收器、示波器、记录仪、显示器等设备。
射电望远镜的天线需要将接收到的射电波反射到公共焦点，它们的天线一般都是一个凹面镜，看起来就像是一个仰放着的锅盖。
同时，和我们常见的卫星电视信号接收器一样，射电望远镜的天线直径越大，其分辨率就越高。
所以，射电望远镜那动辄十几米、几十米高，数百上千吨重的2500米口径球面射电望远镜选址的学问新疆奇台县位于我国与蒙古国边界之地，年平均气温仅5.5摄氏度，极端最低气温达零下37.3摄氏度。
相对来说，奇台县的地理位置偏远，各方面条件都比较艰苦。
那么，110米口径全向可动射电望远镜为什么要选择建在新疆奇台县呢？奇台射电望远镜所在的奇台县半截沟镇地广人稀，而射电望远镜恰恰需要这种条件。
20世纪末，澳大利亚的帕克斯射电望远镜突然接收到一个不定期出现的神秘信号。
经过大量的分析，大家仍然搞不清楚这些神秘信号的来源和意思。
于是，就有科学家大胆假设这个神秘信号就是外星人发给我们的。
直到差不多20年之后，大家才发现，这个信号竟然是观测站厨房里的微波炉发天线是它们最为明显的标志。
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原理之四：地球 自转效应的利用
上图：天线A和B的运动 下图：天线B在地球自 转12小时中位置的变化。 • 地球自转一周，A天线 绕B天线一周，描绘出一 个圆路径。相当于把可移动天线逐次地放到 “ 等效大天线”各个地方。 • 由于系统的对称性，只需要12小时的观测。
计算任务繁重
• 综合孔径原理在1954年已由实验证
Jansky Antenna
旋转天线
• 天线指向银河系的某个部分，就会收到 辐射，指向银河系中心处有最大响应。
• 这些辐射与接收机耳机中产生的噪声类 似。
雷伯（Grote Reber）
• 无线电工程 师 • 研制一台9.5 米反射面射电 望远镜 • 验证了央斯 基的结果
雷伯射电望远镜 现放置在 NRAO in West Virginia
• 21厘米谱线的观测，引起了银河系结构研究中的 一场革命。
2，雷达技术的发展
• 第二次世界大战中断了射电天文学的发
展。战争中发展的雷达技术为战后射电天 文发展准备了绝好的条件（人员和技术）。 • 太阳射电爆发使英军雷达受到严重干扰。 • 雷达对无线电信号非常灵敏，可以接收 银河系、太阳的射电辐射及流星遗迹回波。 雷达接收系统就是射电望远镜。
原理之二：
只需取不同间距的数据来进行处理 • 抛物面分成许多小单元，有很多方向相同、
间距相同的单元对，其分辨率是相同的。 • 只需取不同间距和方向的数据来进行处理， 可以得到相同的效果。
问题简化了!
原理之三： 并不需要同时的观测数据
• 如果射电源是稳定的，可以用不同时间的观
测数据进行处理。 • 只用2面天线就可综合。一面固定，以它为 中心，画一个圆，等效于一个“大天线”，另一 面可以移动，逐次放到“等效大天线”的各个位 置，每放一个地方进行一次射电干涉测量。 • 各次测量的数据一起进行处理。
一、射电望远镜和射纪30年代初美国 贝尔电话实验室的央斯 基发现银河系中心发射 来的无线电波。
央斯基K. G. Jansky
• 20世纪20年代末，贝尔电话实验 室，央斯基负责研究短波无线电通 讯中的静电干扰，意外地发现来自天体的无 线电噪声。 • 1932年，宣布接收到来自太阳的噪声； • 1933年，指出来自银河系中心； • 1935年，再次发表进一步的观测结果。
美100米×110米天线背面的结构
澳大利亚Parkes64米射电望远镜
澳大利亚Parkes64米射电望远镜馈源
澳大利亚 64米射电 望远镜13 波束馈源
四，我国的射电望远镜
• 我国射电天文学始于1958年。从与苏联射电天
文学家合作在海南岛观测日环食开始。 • 观测太阳的小型太阳射电望远镜发展快。
• FAST的天区覆盖为70％；阿雷西博射电望
远镜33％；德国100米为75％；美国110×100 为80％；澳大利亚64米射电望远镜为90％。 • FAST的灵敏度，比口径为100米射电望远镜 可以提高一个数量级，比阿雷西博望远镜高 两倍多。 • FAST有宽的频率覆盖，可进行0.13-5GHz范 围内的连续谱和射电谱线观测。
Tsys
A f
A为天线面积， f是频宽，t是观测时间
T sys 接收系统温度， 流量密度单位： 央斯基（10－26尔格/ 秒·赫兹·米2）
（2）能看清天体细节，有很高的空间分辨率
（弧度） 1.22
D
• 分辨角（）与波长（λ）成正比，与望
远镜的口径（D）成反比。分辨角越小，分 辨率越高。 • 光学波段的波长远比射电波段的短，光 学望远镜的分辨率远比射电望远镜高。
干涉仪大大提高分辨率
• 分辨率公式 （弧度） 1.22
D
D为两面天线之间的距离。利用小口径天线获 得高分辨能力。这是一次革命性的变化。 取干涉仪的基线100千米，分辨率比100米直 径天线高1000倍，波长5厘米时，分辨率为0.1角秒， 达到大型光学望远镜的分辨率。 进一步增加基线, 就可以超过光学望远镜了。
北京密云50米口径射电望远镜
云南天文台40米 口径射电望远镜 2006年建成， 昆明 凤凰山中国探月 工程项目
上海天文 台65米射 电望远镜 （2012）
25米射电 望远镜 （1987）
专门为甚长基线干涉观测研制的，国际联网观 测的重要成员。
乌鲁木齐 25米射电 望远镜 （1993）
甚长基线干 涉观测,是 国际联网 观测重要成 员。也用来观测脉冲星、分子谱线和6厘米波段 的偏振巡天观测。
3，大气窗口
• 可见光和 无线电波段。 • 射电天文 观测不到100 年。新兴的 射电天文显示出极大的优越性。 • 红外、紫外、X射线和伽瑪射线被大气层所阻隔， 必须把探测设备放入太空轨道才能发挥功能。
4，天文观测的主要要求
（1）能接收到来自天体的微弱辐射 灵敏度度的定义: 最小可测流量密度
Smin
• 为了提高望远镜的灵敏度和分辨率，20世
纪50年代，英国一马当先，建造大型射电望 远镜美、澳、前西德也奋起直追。 • 美国Arecibo 305米射电望远镜 • 德国Bonn 100米射电望远镜 • 美国Green Bank100×110射电望远镜 • 英国Jodrell Bank76米射电望远镜 • 澳大利亚Parkes64米射电望远镜
5，射电望远镜原理
射电望远镜 结构
天线＋接收器 （放大器）＋ 数据采集 （计算机）＋ 纪录器
旋转抛物面 天线
旋转抛物面
• 与主轴平行
的光，经反射
后会聚到焦点
• 每道光的路
程都相等
ABF＝CDF＝
A
EGF＝HKF＝
…
• 在焦点处电
波相位相同
抛物面天线的作用之一：收集能量
• 来自与主轴平行的天体射电波，经反射后
英国天文学家赖尔 发明综合孔径射电 望远镜荣获1974年 诺贝尔物理学奖
射电望远镜的分辨 率已大大超过光学 望远镜。
2, 射电天文发展遇到的最大困难: 分辨率非常低
（弧度） 1.22
D
• 波长越长，分辨率越高。
• 射电厘米波段的波长比可见光要长10万倍， 相同口径时，分辨率要差10万倍。远不如光 学望远镜。 • 射电望远镜无法像光学望远镜那样获得天 体的照片。
天线表面要求高精度
• 望远镜天线表面如果和理想抛物面有差
别，来自与抛物面主轴平行方向上的天体 射电波不能会聚到焦点上。导致灵敏度和 分辨率都变差； • 只有当抛物面天线的表面精度达到1/20 波长，才不会影响。 • 厘米波段天线，精度要求几毫米。
加拿大多米尼尔射电天文台10米波射电望远镜
三，国际上大型射电望远镜
会聚到焦点上，天线的面积越大，会聚的能 量越多。 • 光学望远镜反射镜的作用也一样。大望远 镜的作用並不是要把天体图象放得很大，而 是要提供一個较亮和较清晰的影像。
抛物面天线的作用之二：方向性
• 来自与抛物面主轴平行方向上的天体射电
波经抛物面反射后会聚到焦点； • 凡偏离主轴方向较多的射电波都不会会聚 到焦点处，因此只能接收到来自主轴方向附 近一个角度的电磁波，具有很强的方向性。 • 这个角称为分辨角，分辨角越小，则分辨 率越高。
等强度线
观测结果
银河系结构 给出3个强 射电源
第一幅射电天图
中性氢－21厘米谱线
• Van de Hulst 1944年预言中性氢原子的基态的超 精细结构之间存在跃迁
• H.I. 尤恩和E.M.柏塞尔（1951年Nature论文）： 1951年3月25日第一次检测到这根谱线；
• 1958年，奥尔特等提出利用21厘米谱线研究银河 系的旋涡结构。
贵州 世界最 大口径 射电望 远镜
500米口径射电望远镜
五，综合孔径射电望远镜
1，赖尔的故事 • 1918年生于英格兰，幼年就喜爱天文，中学
时又成为业余无线电爱好者。 • 1939年牛津大学物系毕业后就到剑桥大学卡文 迪什实验室从事雷达天线的研制。 • 二战时，应征入伍。曾从事有关雷达系统。战 后，回到卡文迪什实验室，从事射电天文研究。
5千米综合孔径 射电望远镜
• 8面天线，口径
13米； • 基线5千米东西 向排列； • 4面可移动，放在长1.2千米的铁轨上； • 4面固定，间距为1.2千米。照片5面天线最 紧凑的排列情况。 • 现在天线重新布局，将3面天线移到南北方向。
美国Arecibo 305米射电望远镜
球面天线的特点
1，没有主光轴， 便于观测不同方 向的射电源； 2，聚焦在一条线 上； 3，对馈源要求复 杂；
美国Arecibo 305米射电望远镜馈源系统
美国Arecibo 305米天线下面
英国 Jodrell Bank
76米射电 望远镜
英76米天线 的馈源塔
综合孔径望远镜－－化整为零
可以看成： 1，许多基线长短 不同的双天线干涉仪
化整为零！ 2，资料处理： 把各个双天线干涉仪 的资料合起来处理
聚零为整！
原理之一： 把大天线分解为小单元
• 设想把大抛物面天线分成许多小单元，小
单元的两两组合相当于许多副干涉仪。 • 在馈源上汇集所有两两组合的干涉波，每 副干涉仪取下的数据是独立的。 • 借助计算机对全部独立数据进行处理，可 以得到和单个大型抛物面的分辨率效果。
射电望远镜概述
一、射电天文学的萌生 二、射电望远镜原理 三、世界大型单天线射电望远镜 四、我国射电天文望远镜 五、综合孔径射电望远镜 六、甚长基线干涉仪系统的发展
射电天文观测的重要性
10项天文诺贝尔物理学奖中射电天文占50％ 1，综合孔径射电望远镜的发明 2，脉冲星的发现 3，脉冲双星的发现 4，微波背景辐射的发现 5，微波背景辐射各项异性的发现
青海德林 哈射电观 测站 13.7米口径 毫米波射电 望远镜 (1990)
望远镜在圆形保护罩里面，由于对射电波透明， 观测时不需要打开。这台望远镜用于观测宇宙 分子谱线。