КРАО МАЗЕРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

July 1, 2012 by admin Комментировать »

Вольвач А. Е., Стрепка И. Д., Никитин П. С., Вольвач Л. Н.

Крымская астрофизическая обсерватория, РТ-22, Ялта 98680, Украина Тел.: (0654) 237152; e-mail: volvach(g).crao. crimea.ua Шульга В. М., Антюфеев А. В., Мышенко В. В. Радиоастрономический институт НАН Украины, Харьков 61002, Украина

Аннотация Разработан и введен в действие спектр анализатор для проведения систематических и комплексных исследований областей звездообразования. В режиме одиночной антенны проведены спектральные наблюдения источников мазерного излучения в линии водяного пара на частоте 22 ГГц.

I.  Введение

Радиоизлучение НгО мазерных источников на частоте 22.2 ГГц (вращательный переход между уровнями 6-I6 5гз) было открыто около 30 лет назад. После открытия было определено, что источники Н2О мазерного излучения связаны с двумя классами объектов: 1) области звездообразования и 2) звезды поздних спектральных типов.

Для изучения процессов, происходящих в области зарождения линий, требуются систематические наблюдения областей мазерного излучения. Основными требованиями, предъявляемыми к радиотелескопам, являются высокая стабильность гетеродинов и высокое спектральное разрешение.

В данной работе представлен Фурье спектр анализатор параллельного типа. Приведены также результаты спектральных измерений мазерных источников в линии водяного пара. Работа является продолжением работ начатых ранее [1, 2].

II. Аппаратура

Аналоговый сигнал оцифровывается 6разрядным АЦП и накапливается в буферной памяти платы сопряжения. После заполнения памяти про

На 22-м радиотелескопе КрАО для регистрации сигнала был введен в действие Фурье спектр анализатор параллельного типа на основе процессора Athlon-1000. Спектр анализатор состоит из персонального компьютера с процессором Athlon 1 ГГц, двух плат сопряжения и платы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Структурная схема платы сопряжения представлена на рис 1.

Рис. 1 Плата сопряжения Fig. 1. Interface board

цессор дает команду на передачу информации из буферной памяти в оперативную память компьютера. Передача происходит в режиме DMA без участия процессора. Процессор в это время запрограммирован на вычисление Быстрого преобразования Фурье и накапливание спектра сигнала. Применение двух плат сопряжения и передачи в режиме DMA позволило распараллелить процессы и практически свести к нулю потери времени, обусловленные счетом Фурье-преобразования (см рис 2.)

Рис. 2. Процесс счета Fig. 2. Counting process

Количество каналов определяется алгоритмом и равно может быть равным 512, 2048 либо 8192.

Спектр анализатор имеет два встроенных генератора тактовой частоты, которые позволяют реализовать мгновенную полосу частот 2 МГц или 4 МГц. Также предусмотрена возможность подключения внешнего тактового генератора для изменения полосы частот спектр анализатора в пределах от 1 до 6 МГц.

Управление спектр анализатором осуществляется либо в ручном режиме, либо через СОМ порт компьютера.

III.    Наблюдения

В ноябре 2002 г. с использованием криоэлектронного радиометра на частоту 22 ГГц [3] и спектр анализатора были проведены наблюдения выборки мазерных источников. Малошумящий усилитель высокой частоты охлаждался замкнутой криогенной системой водородного уровня. Температура системы в хорошую погоду составляла 130 К в направлении зенит. Размер главного лепестка диаграммы направленности антенны на уровне 0,5 на частоте мазерной линии водяного пара (22.23508 ГГц) составлял 170".

Антенные температуры от источников измерялись известным методом ON-OFF. Для сильных источников перед измерением интенсивности излучения определялось положение источника сканированием. Зависимость эффективной площади антенны Аэф от угла высоты проводилась по данным измерений калибровочных источников 3C123, DR21, NGC7027, 3C274 и планет Юпитера и Сатурна. По нашим измерениям калибровочных источников эффективная площадь РТ-22 уменьшалась на «20% при переустановке его от зенита к углу высоты 15°. Ошибка учета изменений АЭф составляла в среднем около 2,5%.

Рис. 3 Спектры мазерных источников Fig. 3. Spectra of maser sources

На рис.З приведены измеренные спектры наблюдаемых мазерных источников. По горизонтальной оси отложена скорость в км/с. По вертикальной антенная температура в К. Над каждым графиком указаны координаты (J1950) и название источника.

IV.  Заключение

Фурье спектр анализатор существенно увеличивает спектральное разрешение и дает возможность проводить систематические и комплексные исследования областей звездообразования. С использованием 22-м радиотелескопа получены новые данные

о спектрах мазерных источников.

V.  Список литературы

[1 ] Вольвач А. Е„ Матвеенко П. И., Нестеров Н. С. Изв. Крым, астрофиз. обсерватории, Т.89, 1995, С.108.

[2]  Вольвач А. Е, Стрепка И. Д., Нестеров Н. С., Никитин П. С. // Изв. Крым, астрофиз. обсерватории,

[3]  Нестеров Н. С., Вольвач А. Е, Стрепка И. Д.,

Шульга В. М., и др. // Радиоастрономия и радиофизика, Т.5, 2000, N.3, С.320-322.

THE SPECTRUM ANALYZER FOR STUDY OF MASER SOURCES ON RT-22 CRAO

Volvach A. E., Strepka I. D., Nikitin P. S., Volvach L. N. Crimean Astrophysical Observatory, RT-22 Yalta 98680, Ukraine Phone: (0654) 237152 E-mail: volvach@)_сгао. Crimea, ua Shulga V. М., Antufeev A. B., Mishenko V. V.

Radio Astronomical Institute ofNASU Kharkov 61002, Ukraine

Abstract The spectrum analyser was introduced into operation on 22-m radio telescope for systematic and complex studies of star forming regions. The spectrums of maser sources in water vapor line have been measured in single-dish mode.

I.  Introduction

Radio emission from H20 maser sources at 22.2 GHz (the rotation transition between the 616 52з levels) was found 30 years ago. After the discovery it was realized that H20 maser sources were associated with two distinct classes of object: 1) regions of star formation and 2) late-type stars.

For study of processes occurring in the field of generations of lines, the systematic observations of regions of maser emission are required. The main requirements presented to radio telescope are the high stability of local oscillator and high spectral resolution.

In this paper we present Fourier spectrum analyzer of parallel type. The results of spectral measurements of maser sources are presented also. The paper is a continuation of the paper [1, 2].

II.  Equipment

The spectrum analyzer of parallel type on the base of processor Athlon-1000 was introduced into operation on 22-m radio telescope CRAO (station "Simeiz" of the European VLBI Network) for registration of signals. The spectrum analyzer consists of personal computer with processor Athlon 1 GHz, two interface boards and an analog-digital converter (ADC) board. The scheme of interface board is shown on Fig. 1.

The analog signal is digitized 6-dass ADC and it is accumulated in the buffer memory of the interface board. After filling the memory the processor gives a command on issue of information from buffer memory in operative memory of computer. The issue occurs in DMA mode without participation of processor. In this time the processor is programmed for calculation of Fourier quick transformation and agglomeration of spectrum of signal. Using two interface boards and issues in DMA mode has allowed separate processes and practically bring to naught waste of time, given by calculation of Fourier transformations (Fig. 2.).

The number of channels is defined by the algorithm and it is can be 512, 2048 or 8192.

The spectrum analyzer has two built-in generators of clock rate, which allow to realize the instant band of 2 MHz or 4 MHz frequencies. There is a possibility to connect with an external pulsing generator to change the band of frequencies of the spectrum analyzer from 1 to 6 MHz also.

The control of the spectrum analyzer is realized either in manual mode, or through COM port of computer.

III.  Observations

There were the observations of sample of maser sources with use 22 GHz receiver [3] and the spectrum analyzer in November 2002. The Low Noise Amplifier is a cryogenically cooled one. In good weather conditions the system temperature is 130 К in zenith. At the water maser frequency (22.23507985 GHz), the HPBWofthe telescope is 170”.

The antenna temperatures from sources were measured by the standard ON-OFF method. For strong sources, before measuring the intensity, we determined the source position by scanning. The gain-zenith angle curve has been determined with accurate observations of the continuum calibration sources 3C 123, DR 21, NGC 7027, 3C 274, and Jupiter and Saturn. According to our measurements of the calibration sources, the effective area Aeff of telescope decreased by ~20% as it was relocated from the zenith to an elevation of 15°. The error in the correction for changes in Aeff was about 2.5%, on the average.

The spectra of observed maser sources are shown in Fig.3. The horizontal scale is the velocity in km s’1. The vertical scale is the antenna temperature in K. It specifies coordinates (J1950) and a name of source on each graph.

IV.  Conclusion

The Fourier spectrum analyzer increases spectral resolution and gives an opportunity for the systematic and complex studies of star forming regions. New data about the spectrums of maser sources had been obtained using the 22-m radio telescope.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты