Details

Целью работы является моделирование и измерение характеристик широкополосной приемной системы, включающей криоэлектронный фокальный блок, блоки делителей и блоки преобразования сигналов, для компактного РСДБ радиотелескопа для приема сигналов в двух ортогональных поляризациях. Работа выполнена в лаборатории радиоастрономических приемных устройств института прикладной астрономии Российской академии наук в рамках выполнения научно-исследовательской работы “Расширение возможностей технических средств комплекса “Квазар–КВО”” (Шифр НИР FFUZ-2024-0013).  Объектом исследования является рабочий образец широкополосной приемной системы компактного радиотелескопа, включающий криоэлектронный фокальный блок, блоки делителей и блоки преобразования сигналов в двух ортогональных поляризациях. Разработана методика измерения шумовой температуры широкополосной криостатируемой приемной системы. В качестве метрологического обеспечения радиотелескопа используется широкоапертурный низкотемпературный генератор шума. Разработанная методика позволила провести экспериментальное измерение шумовых характеристик разработанной приемной системы. Выполнен анализ и сравнение данных измерений с соответствующими теоретическими результатами. Проведена оценка минимальной плотности потока радиоисточника, подтверждающая возможность использования разработанной приемной системы в составе компактного радиотелескопа в РСДБ–наблюдениях совместно с радиотелескопами сети “Квазар–КВО”. В работе использовались следующие информационные технологии: • Система трехмерного проектирования КОМПАС-3D для объемного 3D моделирования широкополосного криоэлектронного фокального блока и его отдельных узлов; • Пакет прикладных программ и высокоуровневый язык программирования MATLAB для проведения сложных математических расчетов, моделирования и обработки данных; • Специализированный программный комплекс для вычислительной гидродинамики Ansys Icepak – оценка теплового состояния узлов криостатируемого блока.

The aim of the final qualifying work is to model and measure the characteristics of a broadband receiving system, including a cryogenic focal unit, divider unit and frequency converter unit, for a compact VLBI radio telescope for receiving signals in two orthogonal polarizations. The work was carried out in the laboratory of radio astronomical receivers of the Institute of Applied Astronomy, Russian Academy of Sciences. The results of the final qualifying work were used as part of the research work of the institute “Expanding the capabilities of the technical means of the Quasar-KVO network” (FFUZ-2024-0013). The research object is a working prototype of a broadband receiving system for a compact VLBI radio telescope, including a cryogenic focal unit, divider unit and frequency converter unit for signals in two orthogonal polarizations. A method for measuring noise temperature of a broadband cryogenic receiving system has been developed. A wide-aperture low noise temperature generator is used to provide metrological support for the radio telescope. The developed method made it possible to conduct experimental measurements of the noise characteristics of the developed receiving system. Analysis and comparsion of measurement data with corresponding theoretical were made. An assessment of the minimum flux density of radio source was carried out, which confirms possibility of using the developed receiving system in VLBI observations in conjuction with radio telescopes of the VLBI network “Quasar-KVO”. The following technologies were used: • 3D design system KOMPAS–3D for volumetric 3D modeling of a broadband cryogenic focal unit and its parts; • An application program and high–level programming language MATLAB for complex mathematical calculations, modeling and data processing; • Computational fluid dynamics solver Ansys Icepak – assessment of the thermal state of cryostatic unit component.