Het simpelste concept is één parabolische antenne. De radiostraling uit
het heelal wordt
gereflecteerd door de parabolische schotel naar het focuspunt, ofwel het
brandpunt. In het brandpunt zorgt een voorversterker dat de zwakke radiostralen
versterkt en doorgestuurd
worden naar ofwel een
tweede versterker, ofwel een ontvanger. Naar gelang de afmeting van een parabool
groter wordt, wordt het scheidend vermogen ook groter. Net als bij optische
telescopen hebben grote schotels een groter opvangcapaciteit wat het scheidend
vermogen alleen maar ten goede komt. Afmeting van een radiotelesoop vormt niet
het hele verhaal. De diameter van een parabool moet zoveel mogelijk keren groter
zijn dan de golflengte van de radiostraling dat het opvangt. Een optische
telescoop met een diameter van 10 cm geeft al een zeer goed beeld. Zo’n
telescoop heeft een resolutie van ongeveer één boogseconde wat wil zeggen dat
het mogelijk is om met zo’n telescoop op 200 kilometer twee personen te onderscheiden die 1 meter van mekaar staan. Een
parabolische radioantenne van 30 meter diameter daarentegen zal twee personen
kunnen onderscheiden als ze 60 meter uit mekaar staan. Om dezelfde resolutie te
bekomen als de optische telescoop van 10 centimeter diameter zou er een
parabolische radioantenne van meer dan 1 kilometrer diameter voor nodig
zijn.
In het verhaal van één enkele parabolsiche antenne geeft dit schematisch :
Hoe een antenne voor
radioastronomie werkt : De radiostraling vanuit het heelal worden op de
parabolische schotel gereflecteerd naar het brandpunt waar in dit geval een
tweede reflector is geïnstalleerd om de signalen te reflecteren naar Feed Horn.
Een Feed Horn heeft een als eigenschap dat het de signalen reeds versterkt
doordat de electronen in een smalle doorgang worden "geperst" waardoor
ze sneller gaan bewegen in een kleinere ruimte. De frequentie van interactie
tussen de electronen wordt hierdoor groter, men kan hier spreken van
voorversterking . De opgevangen signalen worden afgeleid naar een ontvanger en
een versterker om vervolgens door te sturen naar registratietoestel.
Een
mogelijk resultaat is het volgende :
Deze waarneming werd
gedaan tijdens StarPaw op 30 augustus 2003 met een parabolische antenne van 80
centimeter diameter. De grafiek toont de klokcurve die de Zon veroorzaakt als ze
door het brandpunt
van de parabool gaat. De werking is als volgt : een parabool verbonden met een
PC door middel van een ADC. Gebruikte software : Radio SkyPipe Demo version.
Meer details in de sectie Praktijk
Het moeilijkere concept
: interferometer. De
resolutie vormt voor een radiotelescoop het belangrijkste pijnpunt, maar om dit
op te lossen worden verschillende parabolische antennes gericht op één zelfde
hemelobject. Zulk een instrument wordt ook een radio-interferometer
genoemd. De kunst zit erin om op een Oost-West en op een Zuid-Noord lijn
verschillende parabolische antennes van gelijke afmeting op éénzelfde
hemelobject te richten. Op deze manier krijgt men wel de nodige resolutie. Op
deze manier kan men dus één radiotelescoop creëren met diameter van enkele
kilometers, omdat de som van iedere individuele diameter, één grote diameter
vormt.
Om
zoiets
mogelijk te maken is het volgende belangrijk :
·
De signalen van
iedere individuele parabool dienen op een zo coherent mogelijke manier
samengebundeld te worden. Het hemelobject zal niet tegelijkertijd door alle
individuele antennes passeren. De eerst in
de rij zal dan ook als eerste de radioastralen opvangen en de laatste in rij zal
bijgevolg het object als laatste door het focus krijgen. Als men al die gegevens
zomaar zou combineren, dan zou dit een lelijk allegaartje zijn. Om een mooi
beeld te vormen, zal het eerste signal ernstig
vertraagd worden zodat het tegelijkertijd met het laatste signaal aankomt in
één centraal punt, het punt waar alle signalen worden samengeteld en
weggeschreven voor later onderzoek.
Very Large Array
The Lovell Telescope at Jodrell Bank (Click figuur voor animatie)