Anteny

Antena gromadzi energię odbieranych fal radiowych i zamienia ją na prąd elektryczny wysokiej częstotliwości. Najczęściej antena ma właściwości kierunkowe, co oznacza, że w jej sygnale wyjściowym dominują przyczynki pochodzące z pewnego niewielkiego kąta bryłowego, którego rozmiary zależą od konstrukcji anteny.

Do budowy amatorskiego radioteleskopu najprościej użyć anten telewizyjnych. W opisywanym tu przykładzie są to anteny Yagi (rysunek 2), które są najczęściej stosowanymi antenami w zestawach telewizyjnych. Idea ich konstrukcji powstała jeszcze w latach dwudziestych poprzedniego wieku. Przyjrzyjmy się konstrukcji oraz zasadzie działania takiej anteny. Najprostsza składa się z trzech elementów: kierującego (direktor), wzmacniającego (dipol) i odbijającego (reflektor) (rysunek 1). Najważniejszym z nich jest element środkowy, którego rolę spełnia dipol półfalowy tj. pręt (lub podłużna pętla) o długości równej z grubsza połowie odbieranej fali i który jako jedyny jest podłączony do urządzenia odbierającego. Kolejnym elementem jest direktor, który jest zazwyczaj o 5% krótszy niż dipol, zaś ostatni - reflektor - około 5% od niego dłuższy. Zasada działania anteny polega na tym, że fala padająca na antenę, powoduje przepływ prądu, a to powoduje jej ponowne wyemitowanie przez direktor i reflektor, dzięki czemu wszystkie sygnały (oba reemitowane oraz oryginalny) docierają do dipola i to w jednej fazie. Cała ta operacja sprawia, że przychodzący sygnał (z kierunku direktora) jest dużo silniejszy niż pozostałe, które się wzajemnie wygaszają. Zazwyczaj jednak anteny mają więcej elementów, a wynika to z tego, że zwiększenie ilości direktorów powoduje wzrost wzmocnienia anteny zdefiniowanego jako stosunek kąta pełnego (4*p steradianów) i kąta bryłowego wiązki odbieranej. Jest to szczególnie ważne przy badaniu tak słabych sygnałów jakie przychodzą do nas z przestrzeni kosmicznej.

Rysunek 1. Schemat przedstawiający budowę anteny Yagi

 
 
Anteny Yagi zostały wyposażone w szerokopasmowe wzmacniacze antenowe o nominalnym wzmocnieniu 40 dB. Pomiar tego wzmocnienia wykazał, że na częstotliwości 680 MHz wynosiło ono ok. 20 dB.

Rysunek 2. Anteny amatorskiego interferometru Słonecznego na tle radioteleskopów RT-3 i RT-4 w Piwnicach koło Torunia