相控阵馈源模型

在本报告中我们提出一个相控阵馈源（PAF）模型，并将模型预测与测量结果进行比较。首先给出无损耗 PAF 的理论。为发展该理论我们提出如下问题——当 PAF 用于望远镜观测来自视轴方向角 $\theta_s, \phi_s$ 处的源时，可达到的最佳 $T_{sys}/\eta_{ap}$ 是什么？我们表明，可从观测信噪比出发构造{\em 系统}（即 PAF+望远镜+接收机）的特征矩阵，并且最佳 $T_{sys}/\eta_{ap}$ 可由该特征矩阵的最大特征值获得。为构造特征矩阵，我们推导了 PAF 中天线单元输出端因（a）源辐射、（b）地面辐射（溢漏）、（c）天空背景辐射以及（d）接收机噪声所引起的开路电压。特征矩阵随后由这些电压的相关矩阵得到。接着我们描述了一个为实现此处所提理论而开发的建模程序。最后，将模型预测与用 GBT 上原型 PAF（Kite 阵列）对 Virgo A 进行的测试观测结果进行比较（Roshi 等，2015）。