新疆天文臺南山基地26 m射電望遠鏡L波段接收機使用線偏振饋源接收電磁波信號用于脈沖星觀測。分子譜線觀測和VLBI國際聯(lián)測需要圓偏振信號,因此希望接收機能夠觀測圓偏振信號。論述了將線偏振電磁波轉(zhuǎn)換為圓偏振電磁波的方案,研究了90^°電橋在偏振轉(zhuǎn)換中的作用,介紹了偏振轉(zhuǎn)換的調(diào)試方法。在圓偏振模塊中使用90^°電橋完成線偏振信號到圓偏振信號的轉(zhuǎn)換,兩路圓偏振信號的隔離度達到使用要求,滿足圓偏振觀測的需求。這種線偏振信號到圓偏振信號的轉(zhuǎn)換方式不影響接收機的系統(tǒng)溫度。 

【文章來源】：天文研究與技術(shù). 2019,16(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圓偏振系統(tǒng)框圖Fig.1Ablockdiagramofthecircularpolarizersystem

振信號;Vy為垂直線偏振信號;a，b分別為右旋圓偏振信號和左旋圓偏振信號在極化器中產(chǎn)生的電壓信號的振幅。由(3)式和(4)式可知，這兩路線偏振信號包含左旋圓偏振信號和右旋圓偏振信號，因此必須通過一定的方法將左、右旋圓偏振信號分離才能滿足圓偏振觀測的需求。分離左、右旋圓偏振信號通過90°電橋完成。圖2是90°電橋的結(jié)構(gòu)原理圖［9］，它的特性是由端口①輸入的功率在端口②和端口③之間平分且有90°相位差，端口④無輸出(隔離端口)。圖290°電橋的結(jié)構(gòu)Fig.2The90°HybridCoupler90°電橋的結(jié)構(gòu)具有對稱性，任何一個端口可以作為輸入端口，兩個輸出端口在輸入端口相反的方向上，隔離端口與輸入端口在同一側(cè)。90°電橋的S矩陣［10］:S=槡220－j－j0－100－1－100－10－j－j0，(5)由(5)式可知，當接收機接收的兩路線偏振信號Vx，Vy分別接入90°電橋的端口①和端口④時，端口②和端口③的輸出為362

L波段低溫制冷接收機來說比較麻煩。在實際應用中，利用TektronixMSO70404C混合信號示波器測量兩路線偏振信號在中心頻率f=1650MHz處的相位來調(diào)整兩路線偏振信號的相位差。相位調(diào)整的步驟如下:(1)將水平線偏振信號接入示波器，調(diào)整示波器的參數(shù)，使水平線偏振信號在示波器中顯示的波形為余弦波;(2)將垂直線偏振信號接入示波器，調(diào)整垂直線偏振信號同軸電纜的長度，可以改變垂直線偏振信號的波形，使其在示波器中顯示的波形為正弦波。這時兩路線偏振信號在中心頻率處正好相差四分之一波長。圖3為調(diào)整后的兩路線偏振信號的相位。圖3兩路線偏振信號的相位差Fig.3Therelativephaseofthetwosignals3測試3.1圓偏振測試在實際測試中，用一個右旋圓偏振天線發(fā)送右旋圓信號，用頻譜儀分別在L波段接收機右旋圓偏振輸出端和左旋圓偏振輸出端接收信號。從圖4可以看到，右旋圓偏振信號和左旋圓偏振信號在1.53～1.72GHz的范圍內(nèi)實現(xiàn)了偏振隔離，這段頻率也是VLBI聯(lián)測需要的頻率范圍。在1.4～1.5GHz的范圍內(nèi)偏振隔離沒有達到預期目標，經(jīng)過實際測試后發(fā)現(xiàn)，這是由于兩個低噪聲放大器在不同頻率上的相位一致性不好造成的。3.2圓偏振觀測2017年5月25日新疆天文臺26m射電望遠鏡與歐洲VLBI網(wǎng)各臺站聯(lián)合觀測，使用L波段接收機圓偏振進行條紋檢測實驗，實驗獲得了成功。圖5是新疆天文臺與德國Effelsberg100m射電望遠鏡的相關(guān)干涉條紋①。562①http://www．evlbi．org/tog/ftp_fringes/N17L2/scan02/index．html

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3532020