射電望遠(yuǎn)鏡

射電望遠(yuǎn)鏡(FAST),是由多臺大口徑天線組成的一座巨大設(shè)施。其工作原理是通過觀測射電信號來獲取天體的位置和方向信息。由于可以在毫秒波段內(nèi)對天體進(jìn)行觀測，所以它具有廣泛的應(yīng)用前景。FAST是中國科學(xué)院國家天文臺于1996年提出的一種科學(xué)構(gòu)想。它將建造一座高約40米，直徑30米，覆蓋面積達(dá)100萬平方米的大型射電望遠(yuǎn)鏡。

在一個相對的頻率上保持和傳遞信號。當(dāng)接收到的信號比預(yù)計(jì)的大得多時，就能獲得天體的位置和方向信息。對于宇宙信號的探測，需要用射電望遠(yuǎn)鏡才能實(shí)現(xiàn)。射電望遠(yuǎn)鏡又稱為甚長基線干涉測量雷達(dá)(VLBI)。它是利用射電天線對宇宙進(jìn)行探測的先進(jìn)儀器。通過信號波長較短、速度較快、頻率較高等特點(diǎn)，用來探測和跟蹤天體的無線電波信號即低頻射電波段和高能射電波段。

望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu)是由基座、反射面、望遠(yuǎn)鏡、接收天線和接收機(jī)等部分組成。基座為多層矩形，并在反射面上設(shè)有許多小孔。望遠(yuǎn)鏡的基座是由40根直徑50米（直徑100米）以上的大鋼管組成，鋼管通過焊接和安裝于地面上。基座的表面與地面緊密接觸并能承受住大天線的沖擊力；接收天線與反射面之間用鍍膜材料隔離，從而形成了一塊光滑而平整的整體，使反射鏡能夠良好地反射信號；天線的接收天線反射信號而不產(chǎn)生反射聲干擾的作用；各天線反射面之間用密封材料隔離；反射鏡和接收天線之間以及接收天線與接收機(jī)之間都設(shè)有獨(dú)立的空間電阻器；望遠(yuǎn)鏡天線的整個上部為天線罩；下部為儀器平臺及其設(shè)備安放平臺之上為望遠(yuǎn)鏡的上部天線罩；整個望遠(yuǎn)鏡的上部全部與地面相連；望遠(yuǎn)鏡下部為儀器平臺并為望遠(yuǎn)鏡提供部分供電服務(wù)。而望遠(yuǎn)鏡上各功能部件均按照技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行組裝或更換；整個望遠(yuǎn)鏡由基座、反射面主體、接收天線、發(fā)射臺組成等部分組成，其中反射面主體起到固定反射鏡作用的基座結(jié)構(gòu)，而基座結(jié)構(gòu)則提供望遠(yuǎn)鏡工作時產(chǎn)生、傳遞和接收信號的支撐架；反射臺上設(shè)有一個主鏡室，用于放置觀測臺設(shè)備。主鏡室中裝有一套與面鏡相連或用來接收面鏡信號的控制裝置和一組觀測天線（通常有4個),包括：控制天線、光學(xué)觀測設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器等。

FAST擁有龐大的天線陣列及覆蓋范圍，因而其信號可以直接觀測到黑洞和中子星這樣的天體以及它們所發(fā)出的光。如果有一天一個人獨(dú)自走在宇宙之間，他將永遠(yuǎn)無法聽到自己發(fā)出的聲音——這是人類在這方面所做的努力。天文學(xué)家相信從地球上遠(yuǎn)距離進(jìn)行觀測可能會產(chǎn)生比利用激光雷達(dá)所發(fā)現(xiàn)得更大的測量范圍。由于 FAST可以實(shí)現(xiàn)地面上進(jìn)行觀測到的天體，并且不受太空中無線電波所產(chǎn)生的干擾，所以該望遠(yuǎn)鏡具有極大的應(yīng)用前景非常廣闊。FAST將于2020年左右投入使用。

射電望遠(yuǎn)鏡接收到無線電信號后，經(jīng)過一系列處理，將其轉(zhuǎn)換為電信號（由濾波器濾除）并將其傳送到接收到的電磁波）上，并經(jīng)數(shù)字

處理后使其轉(zhuǎn)換成電信號。由于電磁信號要經(jīng)過信號發(fā)生器產(chǎn)生和放大信號，因此從接收機(jī)接收到的信號要經(jīng)過一系列處理過程。首先，將其通過天線將其接收到的天線電波變換成電信號；然后用濾波器將這兩種信號分離開來再經(jīng)過放大處理；最后利用數(shù)字處理電路將這些電信號轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給接收機(jī)；在接收天線上再經(jīng)過數(shù)字處理電路將結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號；最后以數(shù)字信號形式傳輸給接收機(jī)。由于通過濾波器后得到的光信號必須具有波長范圍廣泛和強(qiáng)度較大的特點(diǎn)，因此對濾波器進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)以確保其能得到有效地濾除無線電信號中各種不和諧波信號和對各種復(fù)雜波段進(jìn)行處理而獲得準(zhǔn)確、清晰、穩(wěn)定等各種調(diào)制模式以及信噪比高的調(diào)制信號。在處理好濾波器以后就可以利用數(shù)字處理電路將其轉(zhuǎn)換成適合于濾波器工作所需的數(shù)字信號輸出出來。