設電輻射計是測量天體無線電波段輻射的接收設備。包括天線、接收機、記錄顯示處理系統、校正噪聲源兒部分。一般來說,能測量物體輻射能強度的接收設備，都稱為輻射計，而天文學上套用的射電輻射計，則是專門測量天體無線電波段的輻射的。雖然天體的射電有各種不同的特徵，需要有各種專門的設備來測量（例如，測天體連續譜的與測譜線輻射的不同；測穩定源的與測速變源的不同；不同波段的測量技術也不同等等），但它們都必須包括天線、接收機、記錄顯示處理系統、校正噪聲源等部分。
基本介紹
- 中文名：射電輻射計
- 要求：要求很高
- 重要性能指標：靈敏度
- 原因：天體射電有噪聲，而又非常微弱
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儀器使用原理
射電輻射計的一項重要性能指標是靈敏度。天體射電有噪聲，而又非常微弱，往往較接收設備的噪聲弱得多，因而射電輻射計必須具有從強大的附加噪聲背景中發現和測量變化十分微小的天體射電噪聲的能力。射電天文學中的噪聲功率以等效噪聲溫度來描述。噪聲背景包括:接收機本身的噪聲TN;來自非觀測目標的宇宙噪聲TS；從地面及周圍環境進入天線的噪聲TG;大氣輻射噪聲TM;天線本身的熱噪聲Tc等。以表示上述各項的總和： =TN+TG+TS+Tc+TM。以代表因待測射電源引起的天線溫度,由於噪聲的隨機性質及接收機增益G的不穩定性△G，因而測總輻射的射電輻射計的最小可測變化△T（即靈敏度）為： 常數M取1,△v為有效噪聲頻頻寬度，τ 為輸出積分時間常數,一般比大得多,這使增益起伏△G項起重大的作用。因而，為了提高輻射計的靈敏度，對接收機的穩定性提出了很高的要求。
儀器的套用
在射電天文學及其他領域中廣泛套用的迪克型調製輻射計（圖2）能有效地消除增益不穩定對靈敏度的影響。基本原理是在接收機的輸入端加一調製開關，以每秒幾十次到幾百次的調製頻率vM把待測信號與固定的參考信號T輪流接入, 使在高頻信號上加頻率為的調幅信號，經混頻、放大,頻率為的同步檢波後，得到與 (-)成正比的輸出。頻率小於vM的起伏都將被抑制。調製輻射計的靈敏度為： 式中M取 1.41～2.22，由於·△G項的消失,△T將下降。如果調節參考信號,使之等於,則可完全消除△G 項的影響,此即為平衡調製輻射計。降低 ,加大頻寬△v 和時間常數τ,都是提高靈敏度的可行辦法。但加大△v·τ ,會受待測源本身的特徵（如譜線接收和變化過程的測量）及外界干擾的限制。降低,可採用低噪聲前置放大器（低溫參量放大器、量子放大器及短毫米波段的低溫混頻器等）以降低TN；設計製作性能好的、如旁瓣和後瓣都很小的天線,以降低TG、Tc和TS；將前置放大器儘量靠近天線的饋源，以降低Tc；採用合理、精心設計的觀測程式，以減少TM 及TS的影響等。隨著射電天文觀測對象進入更微弱的領域，擴充觀測頻段，進一步降低是一項需要不斷努力的艱巨任務。此外,用作輻射測量的接收機，必須有足夠的線性範圍，才能用已知的噪聲標準準確地測出待測源的強度，並且在待測源的強度有很大的變化時仍能正確測定。輻射計還應具有一定的抵抗外界各種干擾的能力。作為射電輻射計一個組成部分的校正噪聲源，是對收到的輻射進行定標的工具。校正噪聲源可以分為兩種：一種是作為基準的熱噪聲源，它的輸出可以依其他物理參數（如溫度）進行計算；另一種是必須被校正的二級標準噪聲源，它雖然不能獨立給出輸出功率，但具有經濟、簡便、輸出穩定、可重複使用的性能。噪聲二極體、氣體放電噪聲管都屬於第二種。
參考書目
《微波噪聲譯文集》，科學出版社，北京，1975。
L.Woltjer，Annual Review of Astronomy and Astrophysics，Vol.2,pp.401～432，Annual Reviews Inc., PaloAlto, Calif., 1964.
