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射电偏振计

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  配置于射电望远镜测量天体射电偏振的设备。射电偏振的测量,对了解射电源的物理性质和辐射机制是很重要的。一束角频率为ω的单色辐射的电场,可用波前平面上的正交坐标系XY方向的分量 EXEY和二者之间的相位差δ来表示:

E=eXEXcosωt+eYEYcos(ωtδ),

式中eXeYXY方向单位矢量。EXEYδ的值保持恒定的辐射,是相干偏振的。天体射电一般由大量不相干的辐射源产生,因此,辐射的总电场随时间随机地变化,常可表示为偏振成分和非偏振成分之和。偏振成分又可用最一般的椭圆偏振(即电场矢量E的端点随时间周而复始地在空间描出一个椭圆)描述。这种不相干部分偏振辐射的电场矢量可由偏振成分的电场幅度E0、椭圆偏振的椭率β 和长轴的位置角x、非偏振成分Eu四个参数来描述。
  为了测量偏振,常用称为斯托克斯参数的 IQUV 来表征不相干部分偏振辐射。这些参数的定义是: 唟表示抈的平均值,Eu是矢量Eu的模。
  一般射电望远镜天线对辐射的响应取决于馈源的偏振方向和椭率。当然可以用它测量任意偏振波的参数,但是为了简化处理,射电偏振计所用天线(或其馈源)大多是用只对某一分量有响应的偶极子(接收平行于它的线偏振成分)或螺旋天线(接收右旋或左旋圆偏振成分),而且前者往往可在一定角度范围精确旋转定位。
  射电偏振计种类繁多,常用的是单天线射电偏振计和干涉偏振计。前者或用二正交偏振的(或是正、反向圆偏振的)馈源于同一天线焦点处,以其输出的自相关和互相关成分决定斯托克斯参数;或在厘米波段用圆波导中旋转偏振片或1/4波长片的办法来决定这些参数。对于干涉偏振计,斯托克斯参数都是强度参数,和总强度I一样,只要知道了干涉仪馈源的偏振特征,QUV也可以通过相应干涉仪的响应求出。

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