Die wichtigsten Bauteile eines Empfängers
Die Empfängerbox
Der komplette Empfänger wird in eine austauschbare Empfängerbox von ca. 1 m Durchmesser und 2 m Höhe eingebaut. Somit ist ein schneller Wechsel der Empfänger möglich.
Das Horn
Das Horn funktioniert etwa wie ein Trichter, der die Radiowellen zusammenfassen und damit durch Hohlleiter transportierbar machen soll. Es ist damit die eigentliche Antenne.
Hohlleiter
Das Signal muss nun weitertransportiert werden. Dazu könnte man Kabel verwenden. Allerdings dämpfen diese in hohen Frequenzbereichen wie in der Radioastronomie. Daher verwendet man hier mit Luft gefüllte metallische Röhren, die durch fortlaufende Reflexion der Radiowellen das Signal weitertransportieren. Im Hohlleiter hat man so gut wie keinen Verlust.
Der Verstärker
Die elektromagnetische Strahlung, die ein Radioteleskop messen muss, ist sehr schwach. Daher wird das Signal verstärkt. Dies geschieht durch mehrere hintereinander geschaltete Transistoren. Nach dem Verstärker ist in den meisten Frequenzbereichen das Signal wieder stark genug, um über normale Koaxial-Kabel geleitet werden zu können. Speziellere Informationen über neueste Verstärkerentwicklungen vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie sind hier zu finden.
Da schon sehr kleine Molekülbewegungen in den elektronischen Bauteilen das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtern würden, wird der eigentliche Verstärker in einem Kühlgefäß auf etwa 15 Kelvin (-258° Celsius) gekühlt. Dabei stellt sich durch die Kühlung ein nahezu ideales Vakuum ein.
Es folgt die Innenansicht des Vakuumgefäßes (Dewar) des 3 mm VLBI Empfängers, in welchem die Verstärker auf 15 Kelvin gekühlt werden. Es ist der Stahlzylinder des 15 K-Refrigerators zu erkennen, welcher im vorherigen Bild dargestellt ist. Die Verstärker mitsamt den Isolatoren (Mikrowellenrichtleitungen in Hohlleitertechnik) sind am Ende des Stahlzylinders zu erkennen.
Der Filter
Da nun erst einmal jede Art von Radiostrahlung in verschiedenen Qualitäten eingefangen worden ist, aber nur ein bestimmter Bereich interessant ist, wird dieser Teil herausgefiltert. Im Grunde bestimmen die verschiedenen Filter die Bandbreite des Empfängers.
Der Mischer
Das verstärkte und gefilterte Signal ist noch immer hochfrequent. Um das Signal besser transportieren zu können ohne zu große Verluste, wird das Signal auf eine niedrigere Frequenz (die sog. Zwischenfrequenz oder ZF) gebracht. Dazu wird eine andere Frequenz vom sog. Lokaloszillator mit dieser multipliziert, so dass am Ende nur noch eine Frequenz von 100 MHz bis 200 MHz weitergeleitet werden muss. Dies geschieht im Mischer.
Filtern, Mischen und Verstärken werden in den meisten Fällen mehrmals hintereinander durchgeführt.
Der Gleichrichter
Bei Kontinuumsmessungen interessiert nur der Betrag der Strahlung. Da Unterschiede und Feinheiten bei kleinen Frequenzunterschieden für Kontinuumsmessungen uninteressant sind, wird diese Information zur einfacheren Datenverarbeitung herausgenommen. Um diesen Teil herauszufiltern, benötigt man einen Gleichrichter. Er lässt das Signal nur in einer Richtung durch. Somit erhät man immer nur den Betrag des Signals.
Die Kalibration
Es kann vorkommen, dass an verschiedenen Tagen verschiedene Strahlungsintensitäten angezeigt werden. Der Beobachter möchte nun natürlich gerne wissen, ob sich die Quelle verändert hat, oder ob nur am Empfänger etwas nicht richtig eingestellt ist. Dazu erzeugt meist eine Rauschdiode ein Signal, das ziemlich genau bekannt ist. Dies geschieht etwa alle 0.4 Sekunden. Der Computer kann dann das Signal der Rauschdiode, das er genau kennt, abziehen, und der Beobachter erhält somit ein Signal, das durch Unregelmäßigkeiten im Empfänger nicht mehr beeinflusst wird.
Das Backend
Danach wird das Signal vom Empfängerteil im Teleskop weitergeleitet an die Backends direkt bei den Operateuren.
Der Empfängerschrank
Die Empfängerschränke dienen zur Steuerung der Empfänger und teilweise auch zur Wartung.