Torvi-parabolinen antenni Holmdalessa

Holmdale Horn Parabolic Antenna on suuri torviantenni , jota käytettiin satelliittiviestintäantennina ja radioteleskooppina 1960-luvulla Bell Laboratoriesissa Holmdalessa . Se nimettiin Yhdysvaltain kansalliseksi historialliseksi maamerkiksi vuonna 1988, koska se liittyi kahden radioastronomin , Arno Penziasin ja Robert Woodrow Wilsonin [1] tutkimukseen . Vuonna 1965 he löysivät tätä antennia käyttämällä kosmisen mikroaaltouunin taustan [2] . Tämä oli yksi tärkeimmistä kosmologian löydöistä sen jälkeen, kun Edwin Hubble löysi maailmankaikkeuden laajenemisesta. Se oli todiste, joka vahvisti Georgy Gamowin ja Georges Lemaitren alkuräjähdyksen teorian . Löytö muutti suuresti kosmologiaa tieteenä, joka tutkii maailmankaikkeuden historiaa ja muutti painopisteen teoreettisista rakenteista suoriin havaintoihin. Vuonna 1987 Penzias ja Wilson saivat fysiikan Nobel-palkinnon tästä löydöstä. [3]

Kuvaus

Bell Labs Holmdale Horn Antenna rakennettiin vuonna 1959 tukemaan Echo-ohjelmaa , NASAn [4] passiivisia viestintäsatelliitteja , jotka olivat alumiinipäällysteisiä onttoja kuoria, jotka heijastivat radiosignaaleja [5] . Antennin pituus on noin 15 metriä ja aukko noin 6 x 6 metriä. Rakenne on rakennettu pääosin alumiinista. Keskiosassa antennia ympäröivä rengas on halkaisijaltaan 10 metriä, se tukee sen painoa ja mahdollistaa pyörimisen korkeudessa (eli korkeudessa horisontin yläpuolella) rullien ansiosta. Toinen tuki antennin kapeassa päässä on riittävän suuri kuulalaakeri, jonka kautta torven kapea pää kulkee kopaan. Mahdollisuus liittää vastaanottolaite suoraan äänitorveen on tämän antennin tärkeä ominaisuus, koska se eliminoi signaalihäviön ja siten syöttölinjan kohinan lisäämisen. Radiometri tehotason mittaamiseen sijaitsee koppissa. Antennin kolmion muotoinen runko on valmistettu rakenneteräksestä. Se voi pyöriä pyörillä halkaisijaltaan noin 10 metrin erikoistelalla keskituen ympärillä. Rata on muodostettu teräslevyistä, jotka on kohdistettu 0,4 mm:n tarkkuudella. Pyörät on tehty kartiomaisiksi kitkan vähentämiseksi, minkä seurauksena antennin pyörittämiseen riittää vain 400 N:n (noin 40 kgf) voima. Antenni voidaan siis sijoittaa mihin tahansa taivaanpallon kohtaan. Paikallisen metallityöyrityksen valmistamaa teräsrunkoa lukuun ottamatta antenni valmistettiin ja koottiin Holmdel-laboratorion konepajassa kehitystyössä myös mukana olleen H. V. Andersonin johdolla. Apua tarjosivat myös R. O'Regan ja S. A. Darby. Antenni valmistui New Jerseyn Freeholdin A. B. Crawfordin johdolla. Kun antenni ei ole käytössä, atsimuuttitaajuusmuuttaja on poissa käytöstä, jolloin antenni voi kääntyä tuuliviiri tavoin vähiten tuulenvastuksen suuntaan. Antenni on suunniteltu jopa 160 km/h tuulelle. Rakenteen kokonaispaino on noin 16 tonnia. Maan päällä antennin vieressä on noin 3 x 6 metrin kokoinen apuhuone, jossa on kaksi ikkunaa, pariovi ja metallikatto. Se sisältää antennin laitteet ja säätimet. Tämä huone on myös osa kansallista historiallista maamerkkiä. Antenni on ollut käyttämättömänä useaan vuosikymmeneen (vuodelle 2020).

Tekniset tiedot

Tätä antennia kutsutaan torvi-paraboliseksi antenniksi . Tämän tyyppisen antennin keksivät vuonna 1941 Alfred Back ja Harald Friis [6] , David Hoggin [7] paransi sen käytännölliseen suunnitteluun , ja siksi sitä kutsutaan usein englanninkielisessä kirjallisuudessa Hogg-antenniksi. Antenni koostuu torvista ja koverasta pinnasta, joka sijaitsee sen aukossa 45° kulmassa akseliin nähden. Pinta on osa paraboloidia, joten koko antennia voidaan pitää myös offset-syötetyn parabolisena. Tällaisilla antenneilla on radioastronomialle tärkeitä etuja. Ne ovat mahdollisimman laajakaistaisia, niiden tehollinen pinta-ala soveltuu hyvin laskelmaan, sarviseinämät estävät säteilyn eri kulmista kuin pääkeilan suunnasta. Siten säteilykuvion taka- ja sivukeilat vaimentuvat riittävän hyvin, jotta on mahdollista jättää huomiotta radiometrin sisäänmenoon tuleva maan lämpösäteily, mikä on erittäin tärkeää heikkojen taustasäteilytasojen tarkkojen mittausten kannalta. 2,39 GHz:n taajuudella antennin vahvistus on 43,3 dBi, alaosan pääkeilan leveys 1,5° ja TIC 76 % [7]

Katso myös

Muistiinpanot

  1. Yhdysvaltain kansallinen historiallinen maamerkkirekisteri .
  2. Penzias, A.A.; Wilson, RW Antennin ylimääräisen lämpötilan mittaus nopeudella 4080 Mc/s   // The Astrophysical Journal  : Journal. - American Astronomical Society , 1965. - Heinäkuu ( nide 142 ). - s. 419-421 . - doi : 10.1086/148307 . - .
  3. Marcus Chown, "A Cosmic Relic in Three Degrees", New Scientist, 29. syyskuuta 1988, s. 51–52.
  4. JS Hey , The Evolution of Radio Astronomy (New York: Neale Watson Academic Publications, Inc., 1973), s. 98–99.
  5. Kaiku 1, 1A, 2 .
  6. US-patentti nro. 2416675 Torviantennijärjestelmä , jätetty 26. marraskuuta 1941, myönnetty 4. maaliskuuta 1947, Alfred C. Beck, Harold T. Friis Google Patentsissa
  7. 12 Crawford, A.B .; DC Hogg; LE Hunt. Project Echo: Horn-Reflector Antenna for Space Communication  // Bell System Technical  Journal : päiväkirja. - USA: AT&T, 1961. - Heinäkuu ( osa 40 , no. 4 ). - s. 1095-1099 . - doi : 10.1002/j.1538-7305.1961.tb01639.x .

Kirjallisuus