NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE
PACS number: 95.55.Jz Purpose: Theoretical and experimental investigations of noise temperature of a subarray being a part of the active phased array for the GURT – a low frequency radio telescope of new generation.Design/methodology/approach: A mathematical model of the active phased array is devel...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1284 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| id |
oai:ri.kharkov.ua:article-1284 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| topic |
radio telescope active phased antenna array subarray beam scanning noise temperature scattering matrix covariance matrix радиотелескоп активная фазированная антенная решетка сканирование луча шумовая температура матрица рассеяния ковариационная матрица радіотелескоп активна фазована антенна решітка сканування променя шумова температура матриця розсіяння коваріаційна матриця |
| spellingShingle |
radio telescope active phased antenna array subarray beam scanning noise temperature scattering matrix covariance matrix радиотелескоп активная фазированная антенная решетка сканирование луча шумовая температура матрица рассеяния ковариационная матрица радіотелескоп активна фазована антенна решітка сканування променя шумова температура матриця розсіяння коваріаційна матриця Tokarsky, P. L. Konovalenko, A. A. Yerin, S. N. Bubnov, I. N. NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE |
| topic_facet |
radio telescope active phased antenna array subarray beam scanning noise temperature scattering matrix covariance matrix радиотелескоп активная фазированная антенная решетка сканирование луча шумовая температура матрица рассеяния ковариационная матрица радіотелескоп активна фазована антенна решітка сканування променя шумова температура матриця розсіяння коваріаційна матриця |
| format |
Article |
| author |
Tokarsky, P. L. Konovalenko, A. A. Yerin, S. N. Bubnov, I. N. |
| author_facet |
Tokarsky, P. L. Konovalenko, A. A. Yerin, S. N. Bubnov, I. N. |
| author_sort |
Tokarsky, P. L. |
| title |
NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE |
| title_short |
NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE |
| title_full |
NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE |
| title_fullStr |
NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE |
| title_full_unstemmed |
NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE |
| title_sort |
noise temperature of the active phased array of the gurt radio telescope |
| title_alt |
ШУМОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ РАДИОТЕЛЕСКОПА ГУРТ ШУМОВА ТЕМПЕРАТУРА АКТИВНОЇ ФАЗОВАНОЇ АНТЕННОЇ РЕШІТКИ РАДІОТЕЛЕСКОПА ГУРТ |
| description |
PACS number: 95.55.Jz Purpose: Theoretical and experimental investigations of noise temperature of a subarray being a part of the active phased array for the GURT – a low frequency radio telescope of new generation.Design/methodology/approach: A mathematical model of the active phased array is developed in the form of a cascade connection of two noisy multiport networks, one of which is associated with the dipole array antenna placed over imperfect ground, and the other with the beam-forming network. The electrical parameters of these multiport networks are described by the scattering matrices, and the noise parameters – by the covariance matrix of the spectral densities of noise waves. The calculation expressions are obtained which allow analyzing the GURT subarray noise temperature with correct account for all internal noise sources and their mutual correlation which is caused by interaction of dipoles in the array.Findings: Numerical and experimental studies of the noise temperature at the subarray output of the GURT active phased antenna array have been performed. These studies made it possible to estimate the relation between the external and internal noise temperatures in a wide frequency range from 8 to 80 MHz when scanning the subarray beam in the upper hemisphere. It is shown that the external noise temperature at the subarray output is more than 6 dB higher than the internal one in the bandwidth of about 65 MHz. Good agreement between the results of calculation and experiment is obtained, that validates the developed model of the GURT subarray and the effectiveness of the proposed technique for numerical analysis of its parameters.Conclusions: The studies described here confirm the possibility of effective use of this subarray as the base cell of a large phased antenna array for the low frequency radio telescope, as well as the standalone antenna of the radio telescope when radio astronomical observations do not require high angular resolution. The results of this work can be useful in the development and studies of active phased antenna arrays for the decameter and meter wave ranges.Key words: radio telescope, active phased antenna array, subarray, beam scanning, noise temperature, scattering matrix, covariance matrixManuscript submitted 15.01.2018 Radio phys. radio astron. 2018, 23(1): 43-59 REFERENCES1. KONOVALENKO, A., SODIN, L., ZAKHARENKO, V., ZARKA, P., ULYANOV, O., SIDORCHUK, M., STEPKIN, S., TOKARSKY, P., MELNIK, V., KALINICHENKO, N., STANISLAVSKY, A., KOLIADIN, V., SHEPELEV, V., DOROVSKYY, V., RYABOV, V., KOVAL, A., BUBNOV, I., YERIN, S., GRIDIN, A., KULISHENKO, V., REZNICHENKO, A., BORTSOV, V., LISACHENKO, V., REZNIK, A., KVASOV, G., MUKHA, D., LITVINENKO, G., KHRISTENKO, A., SHEVCHENKO, V. V., SHEVCHENKO, V. A., BELOV, A., RUDAVIN, E., VASYLIEVA, I., MIROSHNICHENKO, A., VASILENKO, N., OLYAK, M., MYLOSTNA, K., SKORYK, A., SHEVTSOVA, A., PLAKHOV, M., KRAVTSOV, I., VOLVACH, Y., LYTVINENKO, O., SHEVCHUK, N., ZHOUK, I., BOVKUN, V., ANTONOV, A., VAVRIV, D., VINOGRADOV, V., KOZHIN, R., KRAVTSOV, A., BULAKH, E., KUZIN, A., VASILYEV, A., BRAZHENKO, A., VASHCHISHIN, R., PYLAEV, O., KOSHOVYY, V., LOZINSKY, A., IVANTYSHIN, O., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., FISCHER, G., LECACHEUX, A., DENIS, L., COFFRE, A., GRIEßMEIER, J.-M., TAGGER, M., GIRARD, J., CHARRIER, D., BRIAND, C. and MANN, G., 2016. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. vol. 42, is. 1, pp. 11–48. DOI: https://doi.org/10.1007/s10686-016-9498-x2. KONOVALENKO, A. A., YERIN, S. M., BUBNOV, I. N., TOKARSKY, P. L., ZAKHARENKO, V. V., ULYANOV, O. M., SIDORCHUK, M. A., STEPKIN, S. V., GRIDIN, A. O., KVASOV, G. V., KOLIADIN, V. L., MELNIK, V. M., DOROVSKYY, V. V., KALINICHENKO, M. M., LITVINENKO, G. V., ZARKA, P., DENIS, L., GIRARD, J., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., STANISLAVSKY, A. A., KHRISTENKO, A. D., MUKHA, D. V., REZNICHENKO, O. M., LISACHENKO, V. N., BORTSOV, V. V., BRAZHENKO, A. I., VASYLIEVA, I. Y., SKORYK, A. O., SHEVTSOVA, A. I. and MYLOSTNA, K. Y., 2016. Astrophysical studies with small low frequency radio telescopes of new generation. Radio Phys. Radio Astron. vol. 21, no. 2, pp. 83–131 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra21.02.0833. VAN HAARLEM, M. P., WISE, M. W., GUNST, A. W., HEALD, G., MCKEAN, J. P., HESSELS, J. W. T., DE BRUYN, A. G., NIJBOER, R., SWINBANK, J., FALLOWS, R., BRENTJENS, M., NELLES, A., BECK, R., FALCKE, H., FENDER, R., HÖRANDEL, J., KOOPMANS, L. V. E., MANN, G., MILEY, G., RÖTTGERING, H., STAPPERS, B. W., WIJERS, R. A. M. J., ZAROUBI, S., VAN DEN AKKER, M., ALEXOV, A., ANDERSON, J., ANDERSON, K., VAN ARDENNE, A., ARTS, M., ASGEKAR, A., AVRUCH, I. M., BATEJAT, F., BÄHREN, L., BELL, M. E., BELL, M. R., VAN BEMMEL, I., BENNEMA, P., BENTUM, M. J., BERNARDI, G., BEST, P., BÎRZAN, L., BONAFEDE, A., BOONSTRA, A.-J., BRAUN, R., BREGMAN, J., BREITLING, F., VAN DE BRINK, R. H., BRODERICK, J., BROEKEMA, P. C., BROUW, W. N., BRÜGGEN, M., BUTCHER, H. R., VAN CAPPELLEN, W., CIARDI, B., COENEN, T., CONWAY, J., COOLEN, A., CORSTANJE, A., DAMSTRA, S., DAVIES, O., DELLER, A. T., DETTMAR, R.-J., VAN DIEPEN, G., DIJKSTRA, K., DONKER, P., DOORDUIN, A., DROMER, J., DROST, M., VAN DUIN, A., EISLÖFFEL, J., VAN ENST, J., FERRARI, C., FRIESWIJK, W., GANKEMA, H., GARRETT, M. A., DE GASPERIN, F., GERBERS, M., DE GEUS, E., GRIEßMEIER, J.-M., GRIT, T., GRUPPEN, P., HAMAKER, J. P., HASSALL, T., HOEFT, M., HOLTIES, H. A., HORNEFFER, A., VAN DER HORST, A., VAN HOUWELINGEN, A., HUIJGEN, A., IACOBELLI, M., INTEMA, H., JACKSON, N., JELIC, V., DE JONG, A., JUETTE, E., KANT, D., KARASTERGIOU, A., KOERS, A., KOLLEN, H., KONDRATIEV, V. I., KOOISTRA, E., KOOPMAN, Y., KOSTER, A., KUNIYOSHI, M., KRAMER, M., KUPER, G., LAMBROPOULOS, P., LAW, C., VAN LEEUWEN, J., LEMAITRE, J., LOOSE, M., MAAT, P., MACARIO, G., MARKOFF, S., MASTERS, J., MCFADDEN, R. A., MCKAY-BUKOWSKI, D., MEIJERING, H., MEULMAN, H., MEVIUS, M., MIDDELBERG, E., MILLENAAR, R., MILLER-JONES, J. C. A., MOHAN, R. N., MOL, J. D., MORAWIETZ, J., MORGANTI, R., MULCAHY, D. D., MULDER, E., MUNK, H., NIEUWENHUIS, L., VAN NIEUWPOORT, R., NOORDAM, J. E., NORDEN, M., NOUTSOS, A., OFFRINGA, A. R., OLOFSSON, H., OMAR, A., ORRÚ, E., OVEREEM, R., PAAS, H., PANDEY-POMMIER, M., PANDEY, V. N., PIZZO, R., POLATIDIS, A., RAFFERTY, D., RAWLINGS, S., REICH, W., DE REIJER, J.-P., REITSMA, J., RENTING, G. A., RIEMERSV, P., ROL, E., ROMEIN, J. W., ROOSJEN, J., RUITER, M., SCAIFE, A., VAN DER SCHAAF, K., SCHEERS, B., SCHELLARTV, P., SCHOENMAKERS, A., SCHOONDERBEEK, G., SERYLAK, M., SHULEVSKI, A., SLUMAN, J., SMIRNOV, O., SOBEY, C., SPREEUW, H., STEINMETZ, M., STERKS, C. G. M., STIEPEL, H.-J., STUURWOLD, K., TAGGER, M., TANG, Y., TASSE, C., THOMAS, I., THOUDAM, S., TORIBIO, M. C., VAN DER TOL, B., USOV, O., VAN VEELEN, M., VAN DER VEEN, A.-J., TER VEEN, S., VERBIEST, J. P. W., VERMEULEN, R., VERMAAS, N., VOCKS, C., VOGT, C., DE VOS, M., VAN DER WAL, E., VAN WEEREN, R., WEGGEMANS, H., WELTEVREDE, P., WHITE, S., WIJNHOLDS, S. J., WILHELMSSON, T., WUCKNITZ, O., YATAWATTA, S., ZARKA, P., ZENSUS, A. and VAN ZWIETEN, J., 2013. LOFAR: the low-frequency array. Astron. Astrophys. vol. 556, id. A2. DOI: https://doi.org/ 10.1051/0004-6361/2012208734. ELLINGSON, S. W., TAYLOR, G. B., CRAIG, J., HARTMAN, J., DOWELL, J., WOLFE, C. N., CLARKE, T. E., HICKS, B. C., KASSIM, N. E., RAY, P. S., RICKARD, L. J, SCHINZEL, F. K. and WEILER, K. W., 2013. The LWA1 Radio Telescope. IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 61, no. 5, pp. 2540–2549. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2013.22428265. SUTINJO, A. T., COLEGATE, T. M., WAYTH, R. B., HALL, P. J., DE LERA ACEDO, E., BOOLER, T., FAULKNER, A. J., FENG, L., HURLEY-WALKER, N., JUSWARDY, B., PADHI, S. K., RAZAVI-GHODS, N., SOKOLOWSKI, M., TINGAY, S. J. and BIJ DE VAATE, J. G., 2015. Characterization of a Low-Frequency Radio Astronomy Prototype Array in Western Australia. IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 63, no. 12, pp. 5433–5442. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2015.24875046. KONOVALENKO, A. A., FALKOVICH, I. S., GRIDIN, A. A., TOKARSKY, P. L. and YERIN, S. N., 2012. UWB Active Antenna Array for Low Frequency Radio Astronomy. In: 6th Int. Conf. on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals (UWBUSIS’12) Conference Proceedings. 17–21 Sept. 2012, Sevastopol, Ukraine, pp. 39–43. DOI: https://doi.org/10.1109/UWBUSIS.2012.63797257. TOKARSKY, P. L., KONOVALENKO, A. A. and YERIN, S. N., 2015. Analysis of Active Phased Antenna Array Parameters for the GURT Radio Telescope. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, no. 2, pp. 142–153 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra20.02.1428. TOKARSKY, P. L., KONOVALENKO, A. A., YERIN, S. M. and BUBNOV, I. N., 2016. Sensitivity of Active Phased Antenna Array Element of GURT Radio Telescope. Radio Phys. Radio Astron. vol. 21, no. 1, pp. 48–57 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra21.01.0489. SAZONOV, D. M., 2015. Multielement antenna systems. The matrix approach. Moscow, Russia: Radiotekhnika Publ. (in Russian).10. TOKARSKY, P. L., 2007. Matrix Theory of Dissipative Antenna Arrays. In: 6th Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques (ICATT’07) Conference Proceedings. 17–21 Sept. 2007, Sevastopol, Ukraine, pp. 87–92. DOI: https://doi.org/10.1109/ICATT.2007.442512211. BABAK, L. I., 1980. Determination of Microwave Circuits Noise Characteristics. Radiotekhnika i Elertronika. vol. 25, no. 11, pp. 2380–2384 (in Russian).12. BOSMA, H., 1967. On the Theory of Linear Noisy Systems. Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven. DOI: 10.6100/IR10917513. TOKARSKY, P. L., 2002. Wave Matrices in the Analysis of Noises of Dissipative Antenna Arrays. Telecommun. Radio Eng. vol. 57, no. 6-7, pp. 47–50. DOI: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v57.i6-7.3014. RAZEVIG, V. D. (ed.), POTAPOV, Y. V. and KURUSHIN, A. A., 2003. Microwave devices design using Microwave Office software. Moscow, Russia: Solon-Press Publ. (in Russian).15. KRYMKIN, V. V., 1971. The spectrum of background low frequency radio emission. Radiophys. Quantum Electron. vol. 14, is. 2, pp. 161–164. DOI: https://doi.org/10.1007/BF0103139516. WARNICK, K. F., IVASHINA, M. V., MAASKANT, R. and WOESTENBURG, B., 2010. Unified Definitions of Efficiencies and System Noise Temperature for Receiving Antenna Arrays. IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 58, no. 6, pp. 2121–2125. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2010.204685917. IVASHINA, M. V., MAASKANT, R. and WOESTENBURG, B., 2008. Equivalent System Representation to Model the Beam Sensitivity of Receiving Antenna Arrays. IEEE Antenn. Wireless Propag. Lett. vol. 7, pp. 733–737. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2008.200691718. HICKS, B. C., PARAVASTU-DALAL, N., STEWART, K. P., ERICKSON, W. C., RAY, P. S., KASSIM, N. E., BURNS, S., CLARKE, T., SCHMITT, H., CRAIG, J., HARTMAN, J. and WEILER, K. W., 2012. A Wide-Band, Active Antenna System for Long Wavelength Radio Astronomy. Publ. Astron. Soc. Pac. vol. 124, no. 920, pp. 1090–1104. DOI: https://doi.org/10.1086/66812119. ERICKSON, B., 2005. Integration Times [online]. Long Wavelength Array (LWA) Memo Series. [viewed 12 January 2018]. Available from: http://www.phys.unm.edu/~lwa/memos/memo/lwa0023.pdf20. ZAKHARENKO, V., KONOVALENKO, A., ZARKA, P., ULYANOV, O., SIDORCHUK, M., STEPKIN, S., KOLIADIN, V., KALINICHENKO, N., STANISLAVSKY, A., DOROVSKYY, V., SHEPELEV, V., BUBNOV, I., YERIN, S., MELNIK, V., KOVAL, A., SHEVCHUK, N., VASYLIEVA, I., MYLOSTNA, K., SHEVTSOVA, A., SKORYK, A., KRAVTSOV, I., VOLVACH, Y., PLAKHOV, M., VASILENKO, N., VASYLKIVSKYI, Y., VAVRIV, D., VINOGRADOV, V., KOZHIN, R., KRAVTSOV, A., BULAKH, E., KUZIN, A., VASILYEV, A., RYABOV, V., REZNICHENKO, A., BORTSOV, V., LISACHENKO, V., KVASOV, G., MUKHA, D., LITVINENKO, G., BRAZHENKO, A., VASHCHISHIN, R., PYLAEV, O., KOSHOVYY, V., LOZINSKY, A., IVANTYSHYN, O., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., FISCHER, G., LECACHEUX, A., DENIS, L., COFFRE, A. and GRIEßMEIER, J.-M., 2016. Digital Receivers for Low-Frequency Radio Telescopes UTR-2, URAN, GURT. J. Astron. Instrum. vol. 5, is. 4, id. 1641010. DOI: https://doi.org/10.1142/S2251171716410105 |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1284 |
| work_keys_str_mv |
AT tokarskypl noisetemperatureoftheactivephasedarrayofthegurtradiotelescope AT konovalenkoaa noisetemperatureoftheactivephasedarrayofthegurtradiotelescope AT yerinsn noisetemperatureoftheactivephasedarrayofthegurtradiotelescope AT bubnovin noisetemperatureoftheactivephasedarrayofthegurtradiotelescope AT tokarskypl šumovaâtemperaturaaktivnojfazirovannojantennojrešetkiradioteleskopagurt AT konovalenkoaa šumovaâtemperaturaaktivnojfazirovannojantennojrešetkiradioteleskopagurt AT yerinsn šumovaâtemperaturaaktivnojfazirovannojantennojrešetkiradioteleskopagurt AT bubnovin šumovaâtemperaturaaktivnojfazirovannojantennojrešetkiradioteleskopagurt AT tokarskypl šumovatemperaturaaktivnoífazovanoíantennoírešítkiradíoteleskopagurt AT konovalenkoaa šumovatemperaturaaktivnoífazovanoíantennoírešítkiradíoteleskopagurt AT yerinsn šumovatemperaturaaktivnoífazovanoíantennoírešítkiradíoteleskopagurt AT bubnovin šumovatemperaturaaktivnoífazovanoíantennoírešítkiradíoteleskopagurt |
| first_indexed |
2024-05-26T06:29:17Z |
| last_indexed |
2024-05-26T06:29:17Z |
| _version_ |
1800358361936429056 |
| spelling |
oai:ri.kharkov.ua:article-12842020-06-09T10:33:18Z NOISE TEMPERATURE OF THE ACTIVE PHASED ARRAY OF THE GURT RADIO TELESCOPE ШУМОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ РАДИОТЕЛЕСКОПА ГУРТ ШУМОВА ТЕМПЕРАТУРА АКТИВНОЇ ФАЗОВАНОЇ АНТЕННОЇ РЕШІТКИ РАДІОТЕЛЕСКОПА ГУРТ Tokarsky, P. L. Konovalenko, A. A. Yerin, S. N. Bubnov, I. N. radio telescope; active phased antenna array; subarray; beam scanning; noise temperature; scattering matrix; covariance matrix радиотелескоп; активная фазированная антенная решетка; сканирование луча; шумовая температура; матрица рассеяния; ковариационная матрица радіотелескоп; активна фазована антенна решітка; сканування променя; шумова температура; матриця розсіяння; коваріаційна матриця PACS number: 95.55.Jz Purpose: Theoretical and experimental investigations of noise temperature of a subarray being a part of the active phased array for the GURT – a low frequency radio telescope of new generation.Design/methodology/approach: A mathematical model of the active phased array is developed in the form of a cascade connection of two noisy multiport networks, one of which is associated with the dipole array antenna placed over imperfect ground, and the other with the beam-forming network. The electrical parameters of these multiport networks are described by the scattering matrices, and the noise parameters – by the covariance matrix of the spectral densities of noise waves. The calculation expressions are obtained which allow analyzing the GURT subarray noise temperature with correct account for all internal noise sources and their mutual correlation which is caused by interaction of dipoles in the array.Findings: Numerical and experimental studies of the noise temperature at the subarray output of the GURT active phased antenna array have been performed. These studies made it possible to estimate the relation between the external and internal noise temperatures in a wide frequency range from 8 to 80 MHz when scanning the subarray beam in the upper hemisphere. It is shown that the external noise temperature at the subarray output is more than 6 dB higher than the internal one in the bandwidth of about 65 MHz. Good agreement between the results of calculation and experiment is obtained, that validates the developed model of the GURT subarray and the effectiveness of the proposed technique for numerical analysis of its parameters.Conclusions: The studies described here confirm the possibility of effective use of this subarray as the base cell of a large phased antenna array for the low frequency radio telescope, as well as the standalone antenna of the radio telescope when radio astronomical observations do not require high angular resolution. The results of this work can be useful in the development and studies of active phased antenna arrays for the decameter and meter wave ranges.Key words: radio telescope, active phased antenna array, subarray, beam scanning, noise temperature, scattering matrix, covariance matrixManuscript submitted 15.01.2018 Radio phys. radio astron. 2018, 23(1): 43-59 REFERENCES1. KONOVALENKO, A., SODIN, L., ZAKHARENKO, V., ZARKA, P., ULYANOV, O., SIDORCHUK, M., STEPKIN, S., TOKARSKY, P., MELNIK, V., KALINICHENKO, N., STANISLAVSKY, A., KOLIADIN, V., SHEPELEV, V., DOROVSKYY, V., RYABOV, V., KOVAL, A., BUBNOV, I., YERIN, S., GRIDIN, A., KULISHENKO, V., REZNICHENKO, A., BORTSOV, V., LISACHENKO, V., REZNIK, A., KVASOV, G., MUKHA, D., LITVINENKO, G., KHRISTENKO, A., SHEVCHENKO, V. V., SHEVCHENKO, V. A., BELOV, A., RUDAVIN, E., VASYLIEVA, I., MIROSHNICHENKO, A., VASILENKO, N., OLYAK, M., MYLOSTNA, K., SKORYK, A., SHEVTSOVA, A., PLAKHOV, M., KRAVTSOV, I., VOLVACH, Y., LYTVINENKO, O., SHEVCHUK, N., ZHOUK, I., BOVKUN, V., ANTONOV, A., VAVRIV, D., VINOGRADOV, V., KOZHIN, R., KRAVTSOV, A., BULAKH, E., KUZIN, A., VASILYEV, A., BRAZHENKO, A., VASHCHISHIN, R., PYLAEV, O., KOSHOVYY, V., LOZINSKY, A., IVANTYSHIN, O., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., FISCHER, G., LECACHEUX, A., DENIS, L., COFFRE, A., GRIEßMEIER, J.-M., TAGGER, M., GIRARD, J., CHARRIER, D., BRIAND, C. and MANN, G., 2016. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. vol. 42, is. 1, pp. 11–48. DOI: https://doi.org/10.1007/s10686-016-9498-x2. KONOVALENKO, A. A., YERIN, S. M., BUBNOV, I. N., TOKARSKY, P. L., ZAKHARENKO, V. V., ULYANOV, O. M., SIDORCHUK, M. A., STEPKIN, S. V., GRIDIN, A. O., KVASOV, G. V., KOLIADIN, V. L., MELNIK, V. M., DOROVSKYY, V. V., KALINICHENKO, M. M., LITVINENKO, G. V., ZARKA, P., DENIS, L., GIRARD, J., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., STANISLAVSKY, A. A., KHRISTENKO, A. D., MUKHA, D. V., REZNICHENKO, O. M., LISACHENKO, V. N., BORTSOV, V. V., BRAZHENKO, A. I., VASYLIEVA, I. Y., SKORYK, A. O., SHEVTSOVA, A. I. and MYLOSTNA, K. Y., 2016. Astrophysical studies with small low frequency radio telescopes of new generation. Radio Phys. Radio Astron. vol. 21, no. 2, pp. 83–131 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra21.02.0833. VAN HAARLEM, M. P., WISE, M. W., GUNST, A. W., HEALD, G., MCKEAN, J. P., HESSELS, J. W. T., DE BRUYN, A. G., NIJBOER, R., SWINBANK, J., FALLOWS, R., BRENTJENS, M., NELLES, A., BECK, R., FALCKE, H., FENDER, R., HÖRANDEL, J., KOOPMANS, L. V. E., MANN, G., MILEY, G., RÖTTGERING, H., STAPPERS, B. W., WIJERS, R. A. M. J., ZAROUBI, S., VAN DEN AKKER, M., ALEXOV, A., ANDERSON, J., ANDERSON, K., VAN ARDENNE, A., ARTS, M., ASGEKAR, A., AVRUCH, I. M., BATEJAT, F., BÄHREN, L., BELL, M. E., BELL, M. R., VAN BEMMEL, I., BENNEMA, P., BENTUM, M. J., BERNARDI, G., BEST, P., BÎRZAN, L., BONAFEDE, A., BOONSTRA, A.-J., BRAUN, R., BREGMAN, J., BREITLING, F., VAN DE BRINK, R. H., BRODERICK, J., BROEKEMA, P. C., BROUW, W. N., BRÜGGEN, M., BUTCHER, H. R., VAN CAPPELLEN, W., CIARDI, B., COENEN, T., CONWAY, J., COOLEN, A., CORSTANJE, A., DAMSTRA, S., DAVIES, O., DELLER, A. T., DETTMAR, R.-J., VAN DIEPEN, G., DIJKSTRA, K., DONKER, P., DOORDUIN, A., DROMER, J., DROST, M., VAN DUIN, A., EISLÖFFEL, J., VAN ENST, J., FERRARI, C., FRIESWIJK, W., GANKEMA, H., GARRETT, M. A., DE GASPERIN, F., GERBERS, M., DE GEUS, E., GRIEßMEIER, J.-M., GRIT, T., GRUPPEN, P., HAMAKER, J. P., HASSALL, T., HOEFT, M., HOLTIES, H. A., HORNEFFER, A., VAN DER HORST, A., VAN HOUWELINGEN, A., HUIJGEN, A., IACOBELLI, M., INTEMA, H., JACKSON, N., JELIC, V., DE JONG, A., JUETTE, E., KANT, D., KARASTERGIOU, A., KOERS, A., KOLLEN, H., KONDRATIEV, V. I., KOOISTRA, E., KOOPMAN, Y., KOSTER, A., KUNIYOSHI, M., KRAMER, M., KUPER, G., LAMBROPOULOS, P., LAW, C., VAN LEEUWEN, J., LEMAITRE, J., LOOSE, M., MAAT, P., MACARIO, G., MARKOFF, S., MASTERS, J., MCFADDEN, R. A., MCKAY-BUKOWSKI, D., MEIJERING, H., MEULMAN, H., MEVIUS, M., MIDDELBERG, E., MILLENAAR, R., MILLER-JONES, J. C. A., MOHAN, R. N., MOL, J. D., MORAWIETZ, J., MORGANTI, R., MULCAHY, D. D., MULDER, E., MUNK, H., NIEUWENHUIS, L., VAN NIEUWPOORT, R., NOORDAM, J. E., NORDEN, M., NOUTSOS, A., OFFRINGA, A. R., OLOFSSON, H., OMAR, A., ORRÚ, E., OVEREEM, R., PAAS, H., PANDEY-POMMIER, M., PANDEY, V. N., PIZZO, R., POLATIDIS, A., RAFFERTY, D., RAWLINGS, S., REICH, W., DE REIJER, J.-P., REITSMA, J., RENTING, G. A., RIEMERSV, P., ROL, E., ROMEIN, J. W., ROOSJEN, J., RUITER, M., SCAIFE, A., VAN DER SCHAAF, K., SCHEERS, B., SCHELLARTV, P., SCHOENMAKERS, A., SCHOONDERBEEK, G., SERYLAK, M., SHULEVSKI, A., SLUMAN, J., SMIRNOV, O., SOBEY, C., SPREEUW, H., STEINMETZ, M., STERKS, C. G. M., STIEPEL, H.-J., STUURWOLD, K., TAGGER, M., TANG, Y., TASSE, C., THOMAS, I., THOUDAM, S., TORIBIO, M. C., VAN DER TOL, B., USOV, O., VAN VEELEN, M., VAN DER VEEN, A.-J., TER VEEN, S., VERBIEST, J. P. W., VERMEULEN, R., VERMAAS, N., VOCKS, C., VOGT, C., DE VOS, M., VAN DER WAL, E., VAN WEEREN, R., WEGGEMANS, H., WELTEVREDE, P., WHITE, S., WIJNHOLDS, S. J., WILHELMSSON, T., WUCKNITZ, O., YATAWATTA, S., ZARKA, P., ZENSUS, A. and VAN ZWIETEN, J., 2013. LOFAR: the low-frequency array. Astron. Astrophys. vol. 556, id. A2. DOI: https://doi.org/ 10.1051/0004-6361/2012208734. ELLINGSON, S. W., TAYLOR, G. B., CRAIG, J., HARTMAN, J., DOWELL, J., WOLFE, C. N., CLARKE, T. E., HICKS, B. C., KASSIM, N. E., RAY, P. S., RICKARD, L. J, SCHINZEL, F. K. and WEILER, K. W., 2013. The LWA1 Radio Telescope. IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 61, no. 5, pp. 2540–2549. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2013.22428265. SUTINJO, A. T., COLEGATE, T. M., WAYTH, R. B., HALL, P. J., DE LERA ACEDO, E., BOOLER, T., FAULKNER, A. J., FENG, L., HURLEY-WALKER, N., JUSWARDY, B., PADHI, S. K., RAZAVI-GHODS, N., SOKOLOWSKI, M., TINGAY, S. J. and BIJ DE VAATE, J. G., 2015. Characterization of a Low-Frequency Radio Astronomy Prototype Array in Western Australia. IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 63, no. 12, pp. 5433–5442. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2015.24875046. KONOVALENKO, A. A., FALKOVICH, I. S., GRIDIN, A. A., TOKARSKY, P. L. and YERIN, S. N., 2012. UWB Active Antenna Array for Low Frequency Radio Astronomy. In: 6th Int. Conf. on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals (UWBUSIS’12) Conference Proceedings. 17–21 Sept. 2012, Sevastopol, Ukraine, pp. 39–43. DOI: https://doi.org/10.1109/UWBUSIS.2012.63797257. TOKARSKY, P. L., KONOVALENKO, A. A. and YERIN, S. N., 2015. Analysis of Active Phased Antenna Array Parameters for the GURT Radio Telescope. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, no. 2, pp. 142–153 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra20.02.1428. TOKARSKY, P. L., KONOVALENKO, A. A., YERIN, S. M. and BUBNOV, I. N., 2016. Sensitivity of Active Phased Antenna Array Element of GURT Radio Telescope. Radio Phys. Radio Astron. vol. 21, no. 1, pp. 48–57 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra21.01.0489. SAZONOV, D. M., 2015. Multielement antenna systems. The matrix approach. Moscow, Russia: Radiotekhnika Publ. (in Russian).10. TOKARSKY, P. L., 2007. Matrix Theory of Dissipative Antenna Arrays. In: 6th Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques (ICATT’07) Conference Proceedings. 17–21 Sept. 2007, Sevastopol, Ukraine, pp. 87–92. DOI: https://doi.org/10.1109/ICATT.2007.442512211. BABAK, L. I., 1980. Determination of Microwave Circuits Noise Characteristics. Radiotekhnika i Elertronika. vol. 25, no. 11, pp. 2380–2384 (in Russian).12. BOSMA, H., 1967. On the Theory of Linear Noisy Systems. Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven. DOI: 10.6100/IR10917513. TOKARSKY, P. L., 2002. Wave Matrices in the Analysis of Noises of Dissipative Antenna Arrays. Telecommun. Radio Eng. vol. 57, no. 6-7, pp. 47–50. DOI: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v57.i6-7.3014. RAZEVIG, V. D. (ed.), POTAPOV, Y. V. and KURUSHIN, A. A., 2003. Microwave devices design using Microwave Office software. Moscow, Russia: Solon-Press Publ. (in Russian).15. KRYMKIN, V. V., 1971. The spectrum of background low frequency radio emission. Radiophys. Quantum Electron. vol. 14, is. 2, pp. 161–164. DOI: https://doi.org/10.1007/BF0103139516. WARNICK, K. F., IVASHINA, M. V., MAASKANT, R. and WOESTENBURG, B., 2010. Unified Definitions of Efficiencies and System Noise Temperature for Receiving Antenna Arrays. IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 58, no. 6, pp. 2121–2125. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2010.204685917. IVASHINA, M. V., MAASKANT, R. and WOESTENBURG, B., 2008. Equivalent System Representation to Model the Beam Sensitivity of Receiving Antenna Arrays. IEEE Antenn. Wireless Propag. Lett. vol. 7, pp. 733–737. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2008.200691718. HICKS, B. C., PARAVASTU-DALAL, N., STEWART, K. P., ERICKSON, W. C., RAY, P. S., KASSIM, N. E., BURNS, S., CLARKE, T., SCHMITT, H., CRAIG, J., HARTMAN, J. and WEILER, K. W., 2012. A Wide-Band, Active Antenna System for Long Wavelength Radio Astronomy. Publ. Astron. Soc. Pac. vol. 124, no. 920, pp. 1090–1104. DOI: https://doi.org/10.1086/66812119. ERICKSON, B., 2005. Integration Times [online]. Long Wavelength Array (LWA) Memo Series. [viewed 12 January 2018]. Available from: http://www.phys.unm.edu/~lwa/memos/memo/lwa0023.pdf20. ZAKHARENKO, V., KONOVALENKO, A., ZARKA, P., ULYANOV, O., SIDORCHUK, M., STEPKIN, S., KOLIADIN, V., KALINICHENKO, N., STANISLAVSKY, A., DOROVSKYY, V., SHEPELEV, V., BUBNOV, I., YERIN, S., MELNIK, V., KOVAL, A., SHEVCHUK, N., VASYLIEVA, I., MYLOSTNA, K., SHEVTSOVA, A., SKORYK, A., KRAVTSOV, I., VOLVACH, Y., PLAKHOV, M., VASILENKO, N., VASYLKIVSKYI, Y., VAVRIV, D., VINOGRADOV, V., KOZHIN, R., KRAVTSOV, A., BULAKH, E., KUZIN, A., VASILYEV, A., RYABOV, V., REZNICHENKO, A., BORTSOV, V., LISACHENKO, V., KVASOV, G., MUKHA, D., LITVINENKO, G., BRAZHENKO, A., VASHCHISHIN, R., PYLAEV, O., KOSHOVYY, V., LOZINSKY, A., IVANTYSHYN, O., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., FISCHER, G., LECACHEUX, A., DENIS, L., COFFRE, A. and GRIEßMEIER, J.-M., 2016. Digital Receivers for Low-Frequency Radio Telescopes UTR-2, URAN, GURT. J. Astron. Instrum. vol. 5, is. 4, id. 1641010. DOI: https://doi.org/10.1142/S2251171716410105 УДК 520.272.2:621.396.677.494PACS number: 95.55.JzПредмет и цель работы: теоретические и экспериментальные исследования шумовой температуры субрешетки активной фазированной антенной решетки (АФАР) низкочастотного радиотелескопа нового поколения ГУРТ.Методы и методология: Разработана математическая модель АФАР в виде каскадного соединения двух шумящих многополюсников, один из которых поставлен в соответствие решетке диполей над реальной землей, а второй – диаграммообразующей схеме. Электрические параметры этих многополюсников описываются матрицами рассеяния, а шумовые – ковариационными матрицами спектральных плотностей шумовых волн. Получены расчетные соотношения, позволяющие выполнять анализ полной шумовой температуры субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ с корректным учетом всех имеющихся в ней источников шума и их взаимной корреляции, обусловленной взаимодействием диполей в решетке.Результаты: Выполнены численные и экспериментальные исследования шумовой температуры на выходе субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ, которые позволили оценить соотношение между температурами внешних и внутренних шумов в рабочем диапазоне частот от 8 до 80 МГц при сканировании луча в верхней полусфере. Показано, что внешняя шумовая температура субрешетки более чем на 6 дБ превышает внутреннюю в полосе частот шириной примерно 65 МГц. Получено хорошее согласие результатов расчета и эксперимента, которое подтверждает корректность разработанной модели субрешетки и эффективность предложенной методики численного анализа ее параметров.Заключение: Выполненные в работе исследования подтверждают возможность эффективного использования данной субрешетки как базовой ячейки АФАР низкочастотного радиотелескопа, а в случаях, когда радиоастрономические наблюдения не требуют высокого углового разрешения, в качестве самостоятельной антенны радиотелескопа. Результаты представленной работы могут быть полезны при разработке и исследованиях АФАР декаметрового и метрового диапазонов волн.Ключевые слова: радиотелескоп, активная фазированная антенная решетка, сканирование луча, шумовая температура, матрица рассеяния, ковариационная матрицаСтатья поступила в редакцию 15.01.2018Radio phys. radio astron. 2018, 23(1): 43-59СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Konovalenko A., Sodin L., Zakharenko V., Zarka P., Ulyanov O., Sidorchuk M., Stepkin S., Tokarsky P., Melnik V., Kalinichenko N., Stanislavsky A., Koliadin V., Shepelev V., Dorovskyy V., Ryabov V., Koval A., Bubnov I., Yerin S., Gridin A., Kulishenko V., Reznichenko A., Bortsov V., Lisachenko V., Reznik A., Kvasov G., Mukha D., Litvinenko G., Khristenko A., Shevchenko V. V., Shevchenko V. A., Belov A., Rudavin E., Vasylieva I., Miroshnichenko A., Vasilenko N., Olyak M., Mylostna K., Skoryk A., Shevtsova A., Plakhov M., Kravtsov I., Volvach Y., Lytvinenko O., Shevchuk N., Zhouk I., Bovkun V., Antonov A., Vavriv D., Vinogradov V., Kozhin R., Kravtsov A., Bulakh E., Kuzin A., Vasilyev A., Brazhenko A., Vashchishin R., Pylaev O., Koshovyy V., Lozinsky A., Ivantyshin O., Rucker H. O., Panchenko M., Fischer G., Lecacheux A., Denis L., Coffre A., Grießmeier J.-M., Tagger M., Girard J., Charrier D., Briand C., and Mann G. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. 2016. Vol. 42, Is. 1. P. 11–48. DOI: 10.1007/ 10686-016-9498-x2. Коноваленко А. А., Ерин С. Н., Бубнов И. Н., Токарский П. Л., Захаренко В. В., Ульянов О. М., Сидорчук М. А., Степкин С. В., Гридин А. А., Квасов Г. В., Колядин В. Л., Мельник В. Н., Доровский В. В., Калиниченко Н. Н., Литвиненко Г. В., Зарка Ф., Денис. Л, Жирар Ж., Рукер Х. О., Панченко М., Станиславский А. А., Христенко А. Д., Муха Д. В., Резниченко А. М., Лисаченко В. М., Борцов В. В., Браженко А. И., Васильева Я. Ю., Скорик А. А., Шевцова А. И., Милостная К. Ю. Астрофизические исследования с помощью малоразмерных низкочастотных радиотелескопов нового поколения. Радиофизика и радиоастрономия. 2016. Т. 21, № 2. С. 83–131. DOI: 10.15407/rpra21.02.0833. Van Haarlem M. P., Wise M. W., Gunst A. W., Heald G., McKean J. P., Hessels J. W. T., de Bruyn A. G., Nijboer R., Swinbank J., Fallows R., Brentjens M., Nelles A., Beck R., Falcke H., Fender R., Hörandel J., Koopmans L. V. E., Mann G., Miley G., Röttgering H., Stappers B. W., Wijers R. A. M. J., Zaroubi S., van den Akker M., Alexov A., Anderson J., Anderson K., van Ardenne A., Arts M., Asgekar A., Avruch I. M., Batejat F., Bähren L., Bell M. E., Bell M. R., van Bemmel I., Bennema P., Bentum M. J., Bernardi G., Best P., Bîrzan L., Bonafede A., Boonstra A.-J., Braun R., Bregman J., Breitling F., van de Brink R. H., Broderick J., Broekema P. C., Brouw W. N., Brüggen M., Butcher H. R., van Cappellen W., Ciardi B., Coenen T., Conway J., Coolen A., Corstanje A., Damstra S., Davies O., Deller A. T., Dettmar R.-J., van Diepen G., Dijkstra K., Donker P., Doorduin A., Dromer J., Drost M., van Duin A., Eislöffel J., van Enst J., Ferrari C., Frieswijk W., Gankema H., Garrett M. A., de Gasperin F., Gerbers M., de Geus E., Grießmeier J.-M., Grit T., Gruppen P., Hamaker J. P., Hassall T., Hoeft M., Holties H. A., Horneffer A., van der Horst A., van Houwelingen A., Huijgen A., Iacobelli M., Intema H., Jackson N., Jelic V., de Jong A., Juette E., Kant D., Karastergiou A., Koers A., Kollen H., Kondratiev V. I., Kooistra E., Koopman Y., Koster A., Kuniyoshi M., Kramer M., Kuper G., Lambropoulos P., Law C., van Leeuwen J., Lemaitre J., Loose M., Maat P., Macario G., Markoff S., Masters J., McFadden R. A., McKay-Bukowski D., Meijering H., Meulman H., Mevius M., Middelberg E., Millenaar R., Miller-Jones J. C. A., Mohan R. N., Mol J. D., Morawietz J., Morganti R., Mulcahy D. D., Mulder E., Munk H., Nieuwenhuis L., van Nieuwpoort R., Noordam J. E., Norden M., Noutsos A., Offringa A. R., Olofsson H., Omar A., Orrú E., Overeem R., Paas H., Pandey-Pommier M., Pandey V. N., Pizzo R., Polatidis A., Rafferty D., Rawlings S., Reich W., de Reijer J.-P., Reitsma J., Renting G. A., Riemersv P., Rol E., Romein J. W., Roosjen J., Ruiter M., Scaife A., van der Schaaf K., Scheers B., Schellartv P., Schoenmakers A., Schoonderbeek G., Serylak M., Shulevski A., Sluman J., Smirnov O., Sobey C., Spreeuw H., Steinmetz M., Sterks C. G. M., Stiepel H.-J., Stuurwold K., Tagger M., Tang Y., Tasse C., Thomas I., Thoudam S., Toribio M. C., van der Tol B., Usov O., van Veelen M., van der Veen A.- ., ter Veen S., Verbiest J. P. W., Vermeulen R., Vermaas N., Vocks C., Vogt C., de Vos M., van der Wal E., van Weeren R., Weggemans H., Weltevrede P., White S., Wijnholds S. J., Wilhelmsson T., Wucknitz O., Yatawatta S., Zarka P., Zensus A., and van Zwieten J. LOFAR: the low-frequency array. Astron. Astrophys. 2013. Vol. 556. id. A2. DOI:10.1051/0004-6361/2012208734. Ellingson S. W., Taylor G. B., Craig J., Hartman J., Dowell J., Wolfe C. N., Clarke T. E., Hicks B. C., Kassim N. E., Ray P. S., Rickard L. J, Schinzel F. K., and Weiler K. W. The LWA1 Radio Telescope. IEEE Trans. Antennas Propag. 2013. Vol. 61, No. 5. P. 2540–2549. DOI: 10.1109/TAP.2013.22428265. Sutinjo A. T., Colegate T. M., Wayth R. B., Hall P. J., de Lera Acedo E., Booler T., Faulkner A. J., Feng L., Hur ley-Walker N., Juswardy B., Padhi S. K., Razavi-Ghods N., Sokolowski M., Tingay S. J., and Bij de Vaate J. G. Characterization of a Low-Frequency Radio Astronomy Prototype Array in Western Australia. IEEE Trans. Antennas Propag. 2015. Vol. 63, No. 12. P. 5433–5442. DOI: 10.1109/TAP.2015.24875046. Konovalenko A. A., Falkovich I. S., Gridin A. A., Tokarsky P. L., and Yerin S. N. UWB Active Antenna Array for Low Frequency Radio Astronomy. Proc. of the VIth Intn. Conf. on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals (UWBUSIS’12), 17–21 Sept. 2012. Sevastopol, Ukraine.2012. P. 39–43. DOI: 10.1109/UWBUSIS. 2012.63797257. Токарский П. Л., Коноваленко А. А., Ерин С. Н. Анализ параметров активной фазированной антенной решетки радиотелескопа ГУРТ. Радіофізика і радіоастрономія. 2015. Т. 20, № 2. С. 142–153. DOI: 10.15407/rpra20.02.1428. Токарский П. Л., Коноваленко А. А., Ерин С. Н., Бубнов И. Н. Чувствительность элемента активной ФАР радиотелескопа ГУРТ. Радіофізика і радіоастрономія. 2016. Т. 21, № 1. С. 48–57. DOI: 10.15407/rpra21.01.0489. Сазонов Д. М. Многоэлементные антенные системы. Матричный подход. Москва: Радиотехника, 2015. 144 с.10. Токарский П. Л. Матричная модель диссипативной антенной решетки. Радиотехника. Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. Харьков: ХНУРЭ, 2006. Вып. 146. С. 156–170.11. Бабак Л. И. Определение шумовых характеристик СВЧ-цепей. Радиотехника и электроника. 1980. Т. 25, №11. С. 2380–2384.12. Bosma H. On the Theory of Linear Noisy Systems. Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven, 1967. 194 p. DOI: 10.6100/IR10917513. Токарский П. Л. Применение волновых матриц для анализа шумов диссипативных антенных решеток. Радиотехника. Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. Харьков: ХНУРЭ, 2001. Вып. 122. С. 56–58.14. Разевиг В. Д., Потапов Ю. В., Курушин А. А. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office. Под. ред. В. Д. Разевига. Москва: Солон-Пресс, 2003. 496 с.15. Крымкин В. В. Спектр низкочастотного излучения фона. Известия вузов. Радиофизика. 1971. Т. 24, № 2. С. 199–203.16. Warnick K. F., Ivashina M. V., Maaskant R., and Woestenburg B. Unified Definitions of Efficiencies and System Noise Temperature for Receiving Antenna Arrays. IEEE Trans. Antennas Propag. 2010. Vol. 58, No. 6. P. 2121–2125. DOI: 10.1109/TAP.2010.204685917. Ivashina M. V., Maaskant R., and Woestenburg B. Equivalent System Representation to Model the Beam Sensitivity of Receiving Antenna Arrays. IEEE Antenn. Wireless Propag. Lett. 2008. Vol. 7. P. 733–737. DOI: 10.1109/LAWP.2008.200691718. Hicks B. C., Paravastu-Dalal N., Stewart K. P., Erickson W. C., Ray P. S., Kassim N. E., Burns S., Clarke T., Schmitt H., Craig J., Hartman J., and Weiler K. W. A Wide-Band, Active Antenna System for Long Wavelength Radio Astronomy. Publ. Astron. Soc. Pac. 2012. Vol. 124, No. 920. P. 1090–1104. DOI: 10.1086/66812119. Erickson B. Integration Times. Long Wavelength Array (LWA) Memo Series. 2005. URL: http://www.phys.unm.edu/~lwa/memos/memo/lwa0023.pdf (дата обращения: 12.01.2018).20. Zakharenko V., Konovalenko A., Zarka P., Ulyanov O., Sidorchuk M., Stepkin S., Koliadin V., Kalinichenko N., Stanislavsky A., Dorovskyy V., Shepelev V., Bubnov I., Yerin S., Melnik V., Koval A., Shevchuk N., Vasylieva I., Mylostna K., Shevtsova A., Skoryk A., Kravtsov I., Volvach Y., Plakhov M., Vasilenko N., Vasylkivskyi Y., Vavriv D., Vinogradov V., Kozhin R., Kravtsov A., Bulakh E., Kuzin A., Vasilyev A., Ryabov V., Reznichenko A., Bortsov V., Lisachenko V., Kvasov G., Mukha D., Litvinenko G., Brazhenko A., Vashchishin R., Pylaev O., Koshovyy V., Lozinsky A., Ivantyshyn O., Rucker H. O., Panchenko M., Fischer G., Lecacheux A., Denis L., Coffre A., and Grießmeier J.-M. Digital Receivers for Low-Frequency Radio Telescopes UTR-2, URAN, GURT. J. Astron. Instrum. 2016. Vol. 5, Is. 4. id. 1641010. DOI: 10.1142/2251171716410105 УДК 520.272.2:621.396.677.494PACS number: 95.55.JzПредмет і мета роботи: Теоретичні й експериментальні дослідження шумової температури субрешітки активної фазованої антенної решітки (АФАР) низькочастотного радіотелескопа нового покоління ГУРТ.Методи та методологія: Розроблено математичну модель АФАР у вигляді каскадного з’єднання двох шумних багатополюсників, один з яких поставлено у відповідність решітці диполів над реальним ґрунтом, а інший – діаграмоутворювальній схемі. Електричні параметри цих багатополюсників описуються матрицями розсіяння, а шумові – коваріаційними матрицями спектральних густин шумових хвиль. Одержано розрахункові співвідношення, які дозволяють виконувати аналіз повної шумової температури субрешітки АФАР радіотелескопа ГУРТ із коректним урахуванням усіх наявних у ній джерел шуму та їх взаємної кореляції, зумовленої взаємодією диполів у решітці.Результати: Виконано числові й експериментальні дослідження шумової температури на виході субрешітки АФАР радіотелескопа ГУРТ, які дозволили оцінити співвідношення між температурами зовнішніх і власних шумів у робочому діапазоні частот від 8 до 80 МГц при скануванні променя у верхній півсфері. Показано, що зовнішня шумова температура субрешітки перевищує на понад 6 дБ власну у смузі частот шириною близько 65 МГц. Отримано хороший збіг результатів розрахунків і експерименту, що підтверджує коректність розробленої моделі субрешітки й ефективності запропонованої методики числового аналізу її параметрів.Висновок: Дослідження, виконані в роботі, підтверджують можливість ефективного використання даної субрешітки як базової комірки АФАР низькочастотного радіотелескопа, а у випадках, коли радіоастрономічні спостереження не потребують високого кутового розрізнення, як самостійної антени радіотелескопа. Результати цієї роботи можуть бути корисними у розробці й дослідженнях АФАР декаметрового та метрового діапазонів хвиль.Ключові слова: радіотелескоп, активна фазована антенна решітка, сканування променя, шумова температура, матриця розсіяння, коваріаційна матрицяСтаття надійшла до редакції 15.01.2018Radio phys. radio astron. 2018, 23(1): 43-59СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Konovalenko A., Sodin L., Zakharenko V., Zarka P., Ulyanov O., Sidorchuk M., Stepkin S., Tokarsky P., Melnik V., Kalinichenko N., Stanislavsky A., Koliadin V., Shepelev V., Dorovskyy V., Ryabov V., Koval A., Bubnov I., Yerin S., Gridin A., Kulishenko V., Reznichenko A., Bortsov V., Lisachenko V., Reznik A., Kvasov G., Mukha D., Litvinenko G., Khristenko A., Shevchenko V. V., Shevchenko V. A., Belov A., Rudavin E., Vasylieva I., Miroshnichenko A., Vasilenko N., Olyak M., Mylostna K., Skoryk A., Shevtsova A., Plakhov M., Kravtsov I., Volvach Y., Lytvinenko O., Shevchuk N., Zhouk I., Bovkun V., Antonov A., Vavriv D., Vinogradov V., Kozhin R., Kravtsov A., Bulakh E., Kuzin A., Vasilyev A., Brazhenko A., Vashchishin R., Pylaev O., Koshovyy V., Lozinsky A., Ivantyshin O., Rucker H. O., Panchenko M., Fischer G., Lecacheux A., Denis L., Coffre A., Grießmeier J.-M., Tagger M., Girard J., Charrier D., Briand C., and Mann G. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. 2016. Vol. 42, Is. 1. P. 11–48. DOI: 10.1007/ 10686-016-9498-x2. Коноваленко А. А., Ерин С. Н., Бубнов И. Н., Токарский П. Л., Захаренко В. В., Ульянов О. М., Сидорчук М. А., Степкин С. В., Гридин А. А., Квасов Г. В., Колядин В. Л., Мельник В. Н., Доровский В. В., Калиниченко Н. Н., Литвиненко Г. В., Зарка Ф., Денис. Л, Жирар Ж., Рукер Х. О., Панченко М., Станиславский А. А., Христенко А. Д., Муха Д. В., Резниченко А. М., Лисаченко В. М., Борцов В. В., Браженко А. И., Васильева Я. Ю., Скорик А. А., Шевцова А. И., Милостная К. Ю. Астрофизические исследования с помощью малоразмерных низкочастотных радиотелескопов нового поколения. Радиофизика и радиоастрономия. 2016. Т. 21, № 2. С. 83–131. DOI: 10.15407/rpra21.02.0833. Van Haarlem M. P., Wise M. W., Gunst A. W., Heald G., McKean J. P., Hessels J. W. T., de Bruyn A. G., Nijboer R., Swinbank J., Fallows R., Brentjens M., Nelles A., Beck R., Falcke H., Fender R., Hörandel J., Koopmans L. V. E., Mann G., Miley G., Röttgering H., Stappers B. W., Wijers R. A. M. J., Zaroubi S., van den Akker M., Alexov A., Anderson J., Anderson K., van Ardenne A., Arts M., Asgekar A., Avruch I. M., Batejat F., Bähren L., Bell M. E., Bell M. R., van Bemmel I., Bennema P., Bentum M. J., Bernardi G., Best P., Bîrzan L., Bonafede A., Boonstra A.-J., Braun R., Bregman J., Breitling F., van de Brink R. H., Broderick J., Broekema P. C., Brouw W. N., Brüggen M., Butcher H. R., van Cappellen W., Ciardi B., Coenen T., Conway J., Coolen A., Corstanje A., Damstra S., Davies O., Deller A. T., Dettmar R.-J., van Diepen G., Dijkstra K., Donker P., Doorduin A., Dromer J., Drost M., van Duin A., Eislöffel J., van Enst J., Ferrari C., Frieswijk W., Gankema H., Garrett M. A., de Gasperin F., Gerbers M., de Geus E., Grießmeier J.-M., Grit T., Gruppen P., Hamaker J. P., Hassall T., Hoeft M., Holties H. A., Horneffer A., van der Horst A., van Houwelingen A., Huijgen A., Iacobelli M., Intema H., Jackson N., Jelic V., de Jong A., Juette E., Kant D., Karastergiou A., Koers A., Kollen H., Kondratiev V. I., Kooistra E., Koopman Y., Koster A., Kuniyoshi M., Kramer M., Kuper G., Lambropoulos P., Law C., van Leeuwen J., Lemaitre J., Loose M., Maat P., Macario G., Markoff S., Masters J., McFadden R. A., McKay-Bukowski D., Meijering H., Meulman H., Mevius M., Middelberg E., Millenaar R., Miller-Jones J. C. A., Mohan R. N., Mol J. D., Morawietz J., Morganti R., Mulcahy D. D., Mulder E., Munk H., Nieuwenhuis L., van Nieuwpoort R., Noordam J. E., Norden M., Noutsos A., Offringa A. R., Olofsson H., Omar A., Orrú E., Overeem R., Paas H., Pandey-Pommier M., Pandey V. N., Pizzo R., Polatidis A., Rafferty D., Rawlings S., Reich W., de Reijer J.-P., Reitsma J., Renting G. A., Riemersv P., Rol E., Romein J. W., Roosjen J., Ruiter M., Scaife A., van der Schaaf K., Scheers B., Schellartv P., Schoenmakers A., Schoonderbeek G., Serylak M., Shulevski A., Sluman J., Smirnov O., Sobey C., Spreeuw H., Steinmetz M., Sterks C. G. M., Stiepel H.-J., Stuurwold K., Tagger M., Tang Y., Tasse C., Thomas I., Thoudam S., Toribio M. C., van der Tol B., Usov O., van Veelen M., van der Veen A.- ., ter Veen S., Verbiest J. P. W., Vermeulen R., Vermaas N., Vocks C., Vogt C., de Vos M., van der Wal E., van Weeren R., Weggemans H., Weltevrede P., White S., Wijnholds S. J., Wilhelmsson T., Wucknitz O., Yatawatta S., Zarka P., Zensus A., and van Zwieten J. LOFAR: the low-frequency array. Astron. Astrophys. 2013. Vol. 556. id. A2. DOI:10.1051/0004-6361/2012208734. Ellingson S. W., Taylor G. B., Craig J., Hartman J., Dowell J., Wolfe C. N., Clarke T. E., Hicks B. C., Kassim N. E., Ray P. S., Rickard L. J, Schinzel F. K., and Weiler K. W. The LWA1 Radio Telescope. IEEE Trans. Antennas Propag. 2013. Vol. 61, No. 5. P. 2540–2549. DOI: 10.1109/TAP.2013.22428265. Sutinjo A. T., Colegate T. M., Wayth R. B., Hall P. J., de Lera Acedo E., Booler T., Faulkner A. J., Feng L., Hur ley-Walker N., Juswardy B., Padhi S. K., Razavi-Ghods N., Sokolowski M., Tingay S. J., and Bij de Vaate J. G. Characterization of a Low-Frequency Radio Astronomy Prototype Array in Western Australia. IEEE Trans. Antennas Propag. 2015. Vol. 63, No. 12. P. 5433–5442. DOI: 10.1109/TAP.2015.24875046. Konovalenko A. A., Falkovich I. S., Gridin A. A., Tokarsky P. L., and Yerin S. N. UWB Active Antenna Array for Low Frequency Radio Astronomy. Proc. of the VIth Intn. Conf. on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals (UWBUSIS’12), 17–21 Sept. 2012. Sevastopol, Ukraine.2012. P. 39–43. DOI: 10.1109/UWBUSIS. 2012.63797257. Токарский П. Л., Коноваленко А. А., Ерин С. Н. Анализ параметров активной фазированной антенной решетки радиотелескопа ГУРТ. Радіофізика і радіоастрономія. 2015. Т. 20, № 2. С. 142–153. DOI: 10.15407/rpra20.02.1428. Токарский П. Л., Коноваленко А. А., Ерин С. Н., Бубнов И. Н. Чувствительность элемента активной ФАР радиотелескопа ГУРТ. Радіофізика і радіоастрономія. 2016. Т. 21, № 1. С. 48–57. DOI: 10.15407/rpra21.01.0489. Сазонов Д. М. Многоэлементные антенные системы. Матричный подход. Москва: Радиотехника, 2015. 144 с.10. Токарский П. Л. Матричная модель диссипативной антенной решетки. Радиотехника. Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. Харьков: ХНУРЭ, 2006. Вып. 146. С. 156–170.11. Бабак Л. И. Определение шумовых характеристик СВЧ-цепей. Радиотехника и электроника. 1980. Т. 25, №11. С. 2380–2384.12. Bosma H. On the Theory of Linear Noisy Systems. Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven, 1967. 194 p. DOI: 10.6100/IR10917513. Токарский П. Л. Применение волновых матриц для анализа шумов диссипативных антенных решеток. Радиотехника. Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. Харьков: ХНУРЭ, 2001. Вып. 122. С. 56–58.14. Разевиг В. Д., Потапов Ю. В., Курушин А. А. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office. Под. ред. В. Д. Разевига. Москва: Солон-Пресс, 2003. 496 с.15. Крымкин В. В. Спектр низкочастотного излучения фона. Известия вузов. Радиофизика. 1971. Т. 24, № 2. С. 199–203.16. Warnick K. F., Ivashina M. V., Maaskant R., and Woestenburg B. Unified Definitions of Efficiencies and System Noise Temperature for Receiving Antenna Arrays. IEEE Trans. Antennas Propag. 2010. Vol. 58, No. 6. P. 2121–2125. DOI: 10.1109/TAP.2010.204685917. Ivashina M. V., Maaskant R., and Woestenburg B. Equivalent System Representation to Model the Beam Sensitivity of Receiving Antenna Arrays. IEEE Antenn. Wireless Propag. Lett. 2008. Vol. 7. P. 733–737. DOI: 10.1109/LAWP.2008.200691718. Hicks B. C., Paravastu-Dalal N., Stewart K. P., Erickson W. C., Ray P. S., Kassim N. E., Burns S., Clarke T., Schmitt H., Craig J., Hartman J., and Weiler K. W. A Wide-Band, Active Antenna System for Long Wavelength Radio Astronomy. Publ. Astron. Soc. Pac. 2012. Vol. 124, No. 920. P. 1090–1104. DOI: 10.1086/66812119. Erickson B. Integration Times. Long Wavelength Array (LWA) Memo Series. 2005. URL: http://www.phys.unm.edu/~lwa/memos/memo/lwa0023.pdf (дата обращения: 12.01.2018).20. Zakharenko V., Konovalenko A., Zarka P., Ulyanov O., Sidorchuk M., Stepkin S., Koliadin V., Kalinichenko N., Stanislavsky A., Dorovskyy V., Shepelev V., Bubnov I., Yerin S., Melnik V., Koval A., Shevchuk N., Vasylieva I., Mylostna K., Shevtsova A., Skoryk A., Kravtsov I., Volvach Y., Plakhov M., Vasilenko N., Vasylkivskyi Y., Vavriv D., Vinogradov V., Kozhin R., Kravtsov A., Bulakh E., Kuzin A., Vasilyev A., Ryabov V., Reznichenko A., Bortsov V., Lisachenko V., Kvasov G., Mukha D., Litvinenko G., Brazhenko A., Vashchishin R., Pylaev O., Koshovyy V., Lozinsky A., Ivantyshyn O., Rucker H. O., Panchenko M., Fischer G., Lecacheux A., Denis L., Coffre A., and Grießmeier J.-M. Digital Receivers for Low-Frequency Radio Telescopes UTR-2, URAN, GURT. J. Astron. Instrum. 2016. Vol. 5, Is. 4. id. 1641010. DOI: 10.1142/2251171716410105 Видавничий дім «Академперіодика» 2018-02-28 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1284 10.15407/rpra23.01.043 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 23, No 1 (2018); 43 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 23, No 1 (2018); 43 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 23, No 1 (2018); 43 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra23.01 rus http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1284/pdf Copyright (c) 2018 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |