Иркутск, Россия
Иркутск, Иркутская область, Россия
Сибирский солнечный радиотелескоп (ССРТ) [Grechnev et al., 2003] находится в стадии модернизации. Цель модернизации — изменить текущий принцип формирования изображения за счет вращения Земли на апертурный синтез в широком диапазоне частот — 4–8 ГГц. В настоящее время запущена первая очередь модернизированного радиотелескопа — Сибирский радиогелиограф, состоящий из 48-антенной Т-образной решетки и приемной системы, обеспечивающей апертурный синтез [Lesovoi et al., 2012, 2014]. Один из видов данных Сибирского радиогелиографа — корреляционные кривые [badary.iszf.irk.ru/srhCorrPlot.php]. Такого рода данные радиогелиографов, ведущих регулярные наблюдения, очень информативны и публикуются наряду с изображениями Солнца. Для примера можно привести данные радиогелиографа в Нобеяме [solar.nro.nao.ac.jp/norh/html/cor_plot]. Цель данной работы — объяснить, что такое корреляционная кривая радиогелиографа. Корреляционные кривые получают путем суммирования комплексных ковариаций, вычисляемых для различных пар антенн. В работе показано, что ковариация двухуровневых величин с точностью до коррекции Ван Флека является коэффициентом корреляции этих величин. Поскольку ковариация сигналов от пары антенн соответствует определенной пространственной гармонике, то каждую точку корреляционной кривой можно рассматривать как интеграл по пространственному спектру наблюдаемого объекта. Пределы интегрирования (суммирования) определяются задачей. Для получения динамики только компактных объектов суммируются значения только высоких гармоник пространственного спектра. Для получения максимальной чувствительности суммируется весь спектр.
радиотелескоп, корреляция, пространственный спектр
ВВЕДЕНИЕ
Сибирский солнечный радиотелескоп (ССРТ) использует для построения изображения Солнца вращение Земли и частотное сканирование в полосе частот 2 % от рабочей частоты [Grechnev et al., 2003]. Такой подход ограничивает временное разрешение временем прохождения Солнца через диаграмму направленности, а конструкция антенн и приемной системы является практически одночастотной. Для решения современных задач солнечно-земной физики необходимы достаточно высокое временное разрешение и широкая полоса частот. Это возможно только при смене способа формирования изображения с пассажного на фурье-синтез. Уже запущена в работу первая очередь модернизации ССРТ — 48-антенный радиогелиограф [Lesovoi et al., 2012, 2014], на котором ведутся регулярные наблюдения. Рабочий режим радиогелиографа подразумевает фурье-синтез изображений Солнца каждые 5 с на пяти частотах в диапазоне 4–8 ГГц. Наряду с изображениями полного диска Солнца представляют интерес так называемые корреляционные кривые. Пример корреляционной кривой Сибирского радиогелиографа показан на рис. 1. Такого рода данные очень удобны для мониторинга уровня активности и характеризуются очень высокой чувствительностью. Пожалуй, впервые в практику наблюдений Солнца такие данные были введены командой радиогелиографа в Нобеяме (NoRH, [solar.nro.nao.ac.jp/norh/ html/cor_plot]). Цель данной работы — детальное объяснение того, что такое корреляционная кривая и чего можно ожидать от данных такого вида. Сначала обосновывается утверждение о том, что каждая точка корреляционной кривой является суммой коэффициентов корреляции, затем приводятся данные о связи корреляционных кривых с плотностью потока принятого радиоизлучения и о суточных трендах корреляционных кривых.
Рис. 1. Пример регулярных данных Сибирского радиогелиографа
1. Томпсон А.Р., Моран Дж.М., Свенсон Дж.У. Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. М.: Физматлит, 2003. 634 с.
2. Benkevitch L.V., Rogers A.E.E., Lonsdale C.J., et al. Van Vleck correction generalization for complex correlators with multilevel quantization. 2016. URL: http://arxiv.org/abs/ 1608.04367v1 (accessed December 16, 2016).
3. Grechnev V.V., Lesovoi S.V., Smolkov G.Ya., et al. The Siberian Solar Radio Telescope: The current state of the instrument, observations, and data // Solar Phys. 2003. V. 216, iss. 1. P. 239-272.
4. Kochanov A.A., Anfinogentov S.A., Prosovetsky D.V., et al. Imaging of the solar atmosphere by the Siberian Solar Radio Telescope at 5.7 GHz with an enhanced dynamic range // Publications of the Astronomical Society of Japan. 2013. V. 65, N SP1, article id. 19. 12 p.
5. Lesovoi S.V., Altyntsev A.T., Ivanov E.F., Gubin A.V. The Multifrequency Siberian Radioheliograph // Solar Phys. 2012. V. 280, iss. 2. P. 651-661.
6. Lesovoi S.V., Altyntsev A.T., Ivanov E.F., Gubin A.V. A 96-antenna radioheliograph // Res. Astron. Astrophys. 2014. V. 14, iss. 7. P. 864-868.
7. Price R. A useful theorem for nonlinear devices having Gaussian inputs // IRE Trans. Inf. Theory. 1958. IT-4, N 2. P. 69-72.
8. Van Vleck J.H., Middleton D. The spectrum of clipped noise // Proc. IEEE. 1966. V. 54. P. 2-19. DOI: 10.1109/ PROC.1966.4567.
9. URL: badary.iszf.irk.ru/ srhCorrPlot.php (дата обращения 16 декабря 2016 г.).
10. URL: solar.nro.nao.ac.jp/norh/ html/cor_plot (дата обращения 16 декабря 2016 г.).
