Fachbegriffe

Beam, deutsch Antennenkeule: gibt den Raumwinkelbereich an, in dem die Antenne Radiostrahlung sammelt. Die Halbwertsbreite ist der doppelte Winkel vom Maximum der Empfindlichkeit (Antennengewinn) bis zur halben (3 dB) Empfindlichkeit. Der Beam einer Hornantenne auf einer optischen Achse eines Parabolspiegels hat ungefähr die Form einer zweidimensionalen Gaußkurve. Der elektronisch erzeugte Beam eines Focal Plane Arrays oder einer Station von Phased Arrays (s.u.) wie bei LOFAR kann erheblich von der Form einer Gaußkurve abweichen. Bei einem Interferometer-Teleskop bestimmt der Beam des einzelnen Spiegels bzw. des Stations-Beams eines Phased Arrays das Gesichtsfeld des Gesamtteleskopes. Die Auflösung innerhalb dieses Gesichtsfeldes wird durch Korrelation der Signale von allen Teleskopen bzw. Stationen im zentralen Computer erreicht.

Focal Plane Array (FPA) oder Radio-Kamera: Eine Anordnung von Halbleiterelementen in der Brennebene eines Radioteleskops. Ähnlich wie mit einem CCD-Chip für den optischen Bereich kann somit ein großes Himmelsgebiet gleichzeitig gemessen werden. Vorläufer des FPAs sind die Mehrfachhorn-Systeme, die z.B. seit vielen Jahren sehr erfolgreich im 100-m-Teleskop Effelsberg eingesetzt werden. Jedes Horn hat jedoch eine feste Blickrichtung relativ zum Teleskop, ähnlich wie ein Pixel einer CCD-Kamera, während das Gesichtsfeld und der Beam eines FPA wie beim Phased Array digital gesteuert werden können.

Beams der Station eines Phased Arrays: Ein einzelner Dipol sieht den gesamten Radiohimmel (grau); die Zentraleinheit der Station bildet aus den Signalen aller Dipole mehrere Stationbeams (rot) und (gelb); der Zentralrechner des Gesamtteleskops berechnet aus allen Stationbeams Radiokarten mit hoher Winkelauflösung, den synthetisierten Beams (hellblau) Bild vergrößern
Beams der Station eines Phased Arrays: Ein einzelner Dipol sieht den gesamten Radiohimmel (grau); die Zentraleinheit der Station bildet aus den Signalen aller Dipole mehrere Stationbeams (rot) und (gelb); der Zentralrechner des Gesamtteleskops berechnet aus allen Stationbeams Radiokarten mit hoher Winkelauflösung, den synthetisierten Beams (hellblau) [weniger]

Phased Array oder Aperture Array: ein digitales Radioteleskop, das aus einer großen Zahl von einfachen Elementen besteht, fest auf dem Boden montiert ist und völlig ohne bewegliche Teile auskommt. Der Beam wird elektronisch durch Phasenverzögerungen zwischen den Elementen erzeugt. Dieses Prinzip ähnelt dem Radio-Interferometer oder (genauer) Syntheseteleskop, das aber nur einen Beam in der Richtung der Einzelteleskope bildet. Mit dem Phased Array kann in mehreren Richtungen gleichzeitig und völlig unabhängig voneinander beobachtet werden. Bei niedrigen Frequenzen (unterhalb von etwa 100 MHz) besteht ein Phased Array (wie bei LOFAR) aus einem Feld von einfachen Dipolantennen aus Metalldraht oder Metallstangen. Jeder Dipol empfängt Radiostrahlung des gesamten Himmels. Die Beams einer Station werden elektronisch in der Stations-Zentraleinheit erzeugt und vom Zentralrechner des Gesamtteleskops gesteuert.

 
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