Наблюдения со сверхдлинной базой (радиодиапазон и оптика). Простой вопрос.

[a_babich]

1. В радиодиапазоне в каких случаях нужна синхронизация, а в каких -нет? Я так понял- бывает и так и так.
2. Почему в оптическом диапазоне для повышения разрешения не используют сверхдлинные базы (только слияние сигнала локально в режиме реального времени на один приемник)?

[ziggyStardust]

Я так понял- бывает и так и так.

Разве? Как можно сделать ФАР без привязки к фазе? Может Вы путаете с синтезированной апертурой?

[gbrs]

Тоже интересует тема. Я предполагаю, что 2 определяется 1. Синхронизироваться надо на порядки точнее. Насколько еще мы должны скакнуть в наших технических возможностях? Атмосферные эффекты не мешают?
-
Чем шире база тем больше разрешение и меньше угол зрения?

[Грехов Михаил]

1. В радиодиапазоне в каких случаях нужна синхронизация, а в каких -нет? Я так понял- бывает и так и так.

Синхронизация чего с чем? Направления на объект? времени приема сигнала? О какой синхронизации речь?

2. Почему в оптическом диапазоне для повышения разрешения не используют сверхдлинные базы (только слияние сигнала локально в режиме реального времени на один приемник)?

Как это не используют? VLT есть, который может работать в режиме интерферометра. То есть иметь разрешение как один инструмент под сотню метров диаметром. Однако в связи с тем, что длина волны очень небольшая, то сильно возрастают требования к точности всей оптической части.... к ориентации элементов, их положению и др. В результате чего не получается готовая картинка, а некая интерференционная картина, которую надо еще расшифровать. Поскольку тут сложность намного выше (из-за короткой длины волны) то и выход на это в оптике сложнее, применяют редко.... Далеко не каждый телескоп может так.... Система дорога очень.

Слияние сигнала локально с нескольких телескопов на одну ПЗС нет в природе. Где вы такое нашли?  Даже тот же Магелланов телескоп - все такие следует рассматривать не как 7 отдельных инструментов, а как один телескоп с составной апертурой.

[a_babich]

Синхронизация чего с чем? Направления на объект? времени приема сигнала? О какой синхронизации речь?

времени

[a_babich]

Мне ребенок (он не ЛА, но в последнее время что-то присел на лекции Попова)  вчера позвонил и начал задавать вопросы.
Типо он вычитал, что когда недавно получили "изображение" ЧД , то там не было никакой синхронизации.
(ну это я еще "из общих соображений"  могу понять : объект не переменный (ну для нас , с нашими наблюдательными возможностями),
изображение вообще строилось сильно "модельно", зачем там что-то мудрить).
Еще ребенок что-то вычитал , что при работе Спектр РГ (в режиме интерферометра) нет синхронизации.
Это я все с его слов излагаю.
Но хотелось бы услышать мнение тех, кто в теме.
Сам пока не разбирался.
Единственное, что понятно - при короткой волне (оптика) методы сверхдлинной базы не работают , слишком гемора много.

[Грехов Михаил]

времени

Времени - ну если считать только время, то помимо времени нужна еще и синхронизация фазы. Именно фазирование сигнала важно. То есть при обсчете картины нам важно, чтобы сигнал приходил от всех радиотелескопов одинаково с рассогласованием фазы допустим не хуже, чем л/16. Спектр-РГ (Рентген-Гамма) это обычный рентгеновский телескоп. Там РСДБ нет. И он невозможен для таких коротких длин волн.... пока находится за гранью возможности цивилизации.  Пока что в будущем планируется запуск "Миллиметрона".

Синхронизации не было, потому как данные с телескопа "горизонта событий" записывались на носитель. (ибо они огромные и их передавать онлайн сложно). Потом эти данные везлись в мощный центр по их обработки и там уже обрабатывались с учетом метки времени и всех поправок.  Тем не менее телескопы должны быть направлены на источник сигнала одновременно и записать его в одно и то же время.

[Gleb1964]

Как я примерно понимаю, радиосигнал с разнесенных антенн, направленных на один и тот же объект, записывают на аналоговые носители с метками точного времени. Для радисигнала, судя по всему, записывают фазу и амплитуду. После радиосигналы коррелируют. Точности меток времени все равно недостаточно для точной корреляции, поэтому точную задержку фазы подбирают для каждой пары наблюдений. Задержка фазы постоянно изменяется из-за взаимного движения антенн по причине вращения Земли. Плюс, на задержку фазы влияют флуктуации тракта, особенно атмосферы.
В оптической интерферометрии сигнал с фазой записать невозможно (это знаю точно), детекторы принимают только интенсивность, или усредненный за некоторое время квадрат амплитуды. Поэтому сигналы с разных апертур оптического интерферометра сводят вместе, выравнивают по фазовой задержке и детектируют интерферограмму. Фазовые задержки сводят до разницы малой доли длины волны. Чтобы местная атмосфера не влияла, оптические телескопы соединяют вакуумированными трубами длинами в сотни метров (таковые базы у существующих оптических интерферометров). Представьте, если база между телескопами несколько сотен метров, то в процессе наблюдения разность фазы между телескопами из-за вращения Земли будет тоже варироваться на сотни метров. Чтобы скомпенсировать разности фаз, строят линии задержки - целые залы, где бегают каретки с зеркалами, выравнивая в реальном времени разность хода до десятой доли длины волны. И все это в вакууме. Сделать сверхдлинную оптическую интерферометрию, с базами как у радиоинтерферометров, пока не представляется возможным

[a_babich]

Сделать сверхдлинную оптическую интерферометрию, с базами как у радиоинтерферометров, пока не представляется возможным

Спасибо. Дам сыну почитать.

[gbrs]

при работе Спектр РГ (в режиме интерферометра) нет синхронизации

Наверное Спектр-Р. Там, вроде, была синхронизация. Публика переживала, когда часы Маяк закончились. Команда успокаивала, что есть и другие режимы синхронизации - по сигналу с Земли. Но потом и Спектр-Р "закончился"

объект не переменный

вроде ж именно излишняя переменность смчд нашей Галактики и не позволила пока построить изображение

[a_babich]

вроде ж именно излишняя переменность смчд нашей Галактики и не позволила пока построить изображение

1)не помню, скорее всего пыли много и прочего мусора в том направлении или вообще сама "плоскость" Галактики  мешает
2)вы видели то изображение? я подозреваю надо долго "копить сигнал", а потом модельными расчетами рисуют очень грубую картинку, так что там не до таких тонкостей как детали или переменность 

[gbrs]

За время накопления сигнала наша маленькая смчд успевает довольно сильно измениться, а та, которую "сфоткали" не очень: просто по причине в 1000 раз большего размера. На ней размазанность изображения не столь заметна. Я так понял.
Расчётов там действительно немало, наверное

[a_babich]

За время накопления сигнала наша маленькая смчд успевает довольно сильно измениться, а та, которую "сфоткали" не очень: просто по причине в 1000 раз большего размера. На ней размазанность изображения не столь заметна. Я так понял.

ой, да вы скажите спасибо, что Допплера умудрились на картинке "увидеть"   
размазанность явно эффект не физический , а компутерного фотошопа который из этих аццких данных слепил картину
"я тебя слепила из того, что было"   

[ziggyStardust]

В оптической интерферометрии сигнал с фазой записать невозможно (это знаю точно), детекторы принимают только интенсивность

Я не оптик, просто мимо проходил интересующийся. А разве квадратурное разделение как в радио там сделать нельзя? Интенсивность после умножения с опорным лазером - корреляция с синусом, после ламбда-четыре задержки - с косинусом... Вот и будет фаза... Пока пейсал, подумал что на ПАВ это будет еще проще...

[Грехов Михаил]

Проблема в том, что радиосигналом можно оперировать при помощи там всяческих усилителей, мултиплексоров, обработчиков и др.... вплоть до частоты весьма высокой.... допустим 30ГГц. А частота сигнала в оптике - около 500 Террагерц. И как его обрабатывать именно электронным образом? По проводам и в кремнии там свет не передается.... То есть для его обработки нужны чисто оптические средства. И если для радиосигнала достаточно приблизительной равности всех трактов - ну допустим длина волны сигнала 30ГГц это около 1см и ще норм - можно добиться прихада и одноврременного фазирования.... а вот в случае оптики 0,5мкм. И точность всех элементов должна быть на уровне 0,05мкм или 50нм. Поэтому используют только оптические каналы обработки света напрямую. А на регистриующую аппаратуру и получение интерферограммы свет уже приходит после взаимодействия от разных инструментов.

[ziggyStardust]

В оптической интерферометрии сигнал с фазой записать невозможно (это знаю точно)

А частота сигнала в оптике - около 500 Террагерц. И как его обрабатывать именно электронным образом?

А супергетеродинированием? Получится нечто вроде "приемника Полякова" только вместо радиочастоты и звуковой будет свет и радиочастота соответственно. "Вторая боковая" не так уж и страшна(полноценной IQ-схемы в оптике разумеется не получить), чай не КВ, но частично от нее можно избавится входным светофильтром. Как у этих китайских CW-трансиверов с "алиэкспресс" у которых на входе в качестве переселектора стоит кварц.

 Можно сделать заковыристие. В далекие времена когда еще не умели делать даже дешевых и долговечных радиоламп - дифференциальный усилитель выглядел как неоправданная роскошь, D-триггер как чудо из фантастической повести. Ни о каких цифровых и даже сложных аналоговых синтезаторах речи не было. И вот в таких "стесненных условиях" бедности компонентной базы была предложена весьма любопытная схема - петля Уэдли(Вэдли) - Wadley loop.

В русскоязычной литературе схема описана например в "Справочник радиолюбителя - коротковолновика." Бунин С.Г., Яйленко Л.П. Киев, Технiка, 1984 год ст.74-75 рис.2.10, в. Схема представляет собой довольно остроумную комбинацию из гетеродиов(источников гармонических колебаний), смесителей(перемножителей) и полосовых фильтров. Причем "вторая половина схемы" стандартный приемник(супер, прямого преобразования, регенеративный, АЦП и т.д.) высокие параметры которого легко получить. Первая же обеспечивает сетку "полос приема" для того второго приемника, причем за счет одновременного использования суммарной и разностной частоты задающего поддиапазон гетеродина и эталонного генератора гармоник обеспечиваются очень низкие требования к стабильности частоты у упомянутого поддиапазонного генератора. Несмотря на некоторую хитромудрость схема на порядки проще самых примитивных цифровых и аналоговых синтезаторов частоты. Схема настолько удобная, что просуществовала до 80-х годов прошлого века парраллельно с гораздо более сложными. Правда на данный момент полностью морально устарела для радиочастотного диапазона. Но нам ведь не обеспечивать управление войсками под действием систем РЭБ противника? А ведь с оптическим диапазоном ситуация ничем не лучше чем было в радио начала прошлого века. Существуют промышленные эталоны стандартной частоты со стабильностью порядка 10^-15(бесподстроечная связь на коротковолновом участке ИК диапазона в SSB голосом !!! ). Такой "опорник" при переходе от РЧ к оптике хорош на замену кварцованного генератора гармоник. Роль первого гетеродина вполне может сыграть ПП-лазер с управляемой частотой, а полосовых фильтров светофильтры и объемные резонаторы(СВЧ). И кажется в эту сторону думаю не я один.

Что это даст?

1) В том числе фазочастотный портрет наблюдаемых оптических явлений. Правда в относительно узком диапазоне. Плюс возможность применения радиотехнических анализаторов для изучения сугубо оптических(не пограничных) данных.

2) Возможность наблюдения во множестве относительно узких диапазонов в реальном времени. Подробный состав звезд, динамика их поверхностных слоев, прохождение планет по диску звезды(орбитальный период, атмосферные и биомаркеры и т.д.)

Плюс можно попытаться реализовать:
3) радиотехническое сведение фаз оптической ФАР из нескольких телескопов. Да визуализации тут не получится - сизифов труд строить сложную ФАР с малоинформативными примитивными решетками там где можно без проблем применить оптическую матрицу. Но спектроскопы могут получится с теоретически неограниченной чувствительностью.