Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
поверхности колес имеют коническую форму, что позволяет уменьшить трение
скольжения. Чтобы привести всю конструкцию антенны в движение, достаточно
приложить тангенциальную силу приблизительно 40 кг...
Положение антенны изменяется по азимуту и углу возвышения при помощи
сервомоторов мощностью по 10 л. с., работающих на постоянном токе. Через
систему шестерен (с зубьями, специально нарезанными как для реечной
передачи) приводятся в движение роликовые цепи, одна из которых
прикреплена к вертикальному колесу, а другая - к плитам, образующим
горизонтальную дорожку. Максимальная скорость вращения, как по азимуту,
так и по углу возвышения, составляет 5°/с, максимальное ускорение по
обеим осям -5°/с2. Электрический ток для приведения антенны в движение
подводится к вращающейся конструкции через токосъемник с контактным
кольцом, который установлен внутри небольшого фанерного кожуха,
расположенного над центром подшипника [рис. 16.2]. Вся электрическая
проводка, обеспечивающая работу антенны и приемного оборудования в
кабине, также приходит через токосъемник с контактными кольцами.
Информация о положении антенны поступает от блоков данных, которые
приводятся в движение большими
352
шестернями (120 см], изготовленными и установленными с большой точностью
на подшипниках в вершине рупора и в центре основания. Блоки данных
содержат сельсины".
Радиометр был подробно описан Пензиасом и Вильсоном в статье, где
сообщалось о его применении в других исследованиях Ч
"Первой ступенью усиления служит рубиновый мазер бегущей волны. Мазер...
имеет шумовую температуру около 3,5 К, усиление 42 дБ2 и ширину полосы
частот 15 МГц...
Мазер связан с рупорно-отражательной антенной волноводным трактом,
изображенным на рис. [16.3]. К антенне подходит волновод круглого
сечения, а опорный сигнал и сигнал к мазеру подаются по волноводам
прямоугольного сечения. Необходимые переходы осуществляются посредством
поляризационных ответвителей... Последние имеют Т-образную форму и
создаются присоединением бокового плеча прямоугольного волновода к
основному волноводу круглого сечения. При поступлении на вход ответвителя
двух ортогонально поляризованных колебаний одно из них проходит через
круглый волновод, а другое ответвляется в прямоугольный волновод.
С выхода мазера мощность попадает на смеситель, В остальном радиометр
имеет обычное устройство".
При измерениях вход радиометра вручную переключался с выхода антенны на
источник опорного сигнала, имеющий температуру жидкого гелия. Этот
источник был ранее описан Пензиасом. Его основная часть - отрезок
латунного волновода длиной 120 см, на конце которого установлена пирамида
из поглощающего материала, полностью погруженная в жидкий гелий.
Изометрическая проекция источника опорного сигнала показана на рис. 16.4.
"Отрезок волновода фактически состоит из двух секций. Нижняя секция
содержит пирамиду из поглощающего материала... и при работе целиком
заполнена
1 См. ссылку на стр. 349.
2 Относительные уровни мощности обычно измеряются в децибелах (сокращенно
дБ); различие уровней мощности в децибелах есть 10 \g(P2/P\), где Р\ и Рг
- сравниваемые значения мощности энергии или интенсивности).
353
жидким гелием. На фланцевом соединении секций укрей-л на майларовая
диафрагма, отделяющая верхнюю сек-
Рис. 16.3. Входной волноводный тракт радиометра.
Генератор шума использовался для калибровки радиометра [Astroph, Journ ,
142 (1965), стр. 1150, рис. 1],
1 - ответвитель 31 дБ; 2 - генератор шума; 5-к мазеру; 4-волноводный
переключатель; 5-согласованная нагрузка, 6 -вращающийся поляризатор; 7 -
поляризационный ответвитель; 8 - к антенне, 9 - вход опорного сигнала; 10
- поворотное соединение; 11 - поляризационный ответвитель; 12-второй вход
(неиспользованный).
гшю от жидкого гелия. Диафрагма установлена под углом 30° к оси
волновода. Когда нижний волновод заполнен жидким гелием, переход газ -
жидкость имеет клиновидную форму и импеданс волновода изменяется плавно
по всей длине. Когда уровень жидкого гелия в
354
дьюаре опускается ниже фланцевого соединения, клино-видность перехода газ
- жидкость теряется и удовлетворительная работа источника опорного
сигнала становится невозможной". Эффективная температура устройства
(приблизительно 5 К) была определена с точностью 0,2 К.
В своей первоначальной работе 1 Пензиас и Вильсон сообщали: "Антенна,
источник опорного сигнала и радиометр были хорошо согласованы, так что
отраженная волна ослаблялась более чем на 55 дБ. Таким образом, при
измерении эффективной температуры можно пренебречь ошибками из-за
рассогласования импеданса в приемном тракте. Ошибка измерения суммарной
температуры антенны, по оценкам, составляет 0,3 К и связана в основном с
неопределенностью абсолютной калибровки источника опорного сигнала".
Измеренная полная эффективная температура антенны, направленной в зенит,
составляла 6,7 К- Отсюда следует вычесть вклады, обусловленные
поглощением в атмосфере, омическими потерями в антенне и задним лепестком
