射電天文工具

內(nèi)容概要

這本書(shū)描述了射電天文學(xué)家完成他們的工作所需要的工具。一方面，這些工具包括了作為分析天體射電信號(hào)所需要的射電望遠(yuǎn)鏡和不同種類的接收機(jī)；另一方面，包括了連續(xù)譜和譜線輻射的物理機(jī)制。這本書(shū)產(chǎn)生于在Bochum的Ruhr-University大學(xué)重復(fù)講述的研究生的一年教程。這本書(shū)也會(huì)對(duì)使用射電天文數(shù)據(jù)和結(jié)果的科學(xué)家有用，能夠幫助他們理解射電方法的優(yōu)勢(shì)和一些缺點(diǎn)。最后，這本書(shū)偶爾也可以為一些在射電天文領(lǐng)域工作的科學(xué)家節(jié)省一些搜尋相關(guān)工具所需要的時(shí)間。    雖然這門課程的授課對(duì)象已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)奈锢碇R(shí)背景，在討論儀器方面的問(wèn)題時(shí)，他們一般還會(huì)覺(jué)得困難。顯然，同一個(gè)主題在物理書(shū)和工程書(shū)中的講述是有所不同的。一個(gè)例子就是，對(duì)于四終端網(wǎng)絡(luò)使用方式的描述。我們盡量使用對(duì)天文學(xué)家和一般的物理學(xué)家都比較熟悉的概念來(lái)解釋每件事情。    每章都給出了一系列的參考文獻(xiàn)，參考文獻(xiàn)的列表包括兩部分：一般文獻(xiàn)，包括覆蓋一般方面的文章和書(shū)，它們一般對(duì)所涉及的課題進(jìn)行了深入的討論；特殊文獻(xiàn)，只針對(duì)特別的話題。但是，這些文獻(xiàn)不可能是相關(guān)領(lǐng)域的很全面甚至近似全面的綜述。引用的文章都是我們目前能比較方便找到的文章。    從這本書(shū)的第2版開(kāi)始，來(lái)自德國(guó)波恩射電天文所的T.L.Wilson開(kāi)始加入，保證了對(duì)于最新的射電天文進(jìn)展的覆蓋。對(duì)于文章的許多修改和增加都?xì)w功于他，尤其是文章的可讀性很是受益于他是一個(gè)母語(yǔ)為英語(yǔ)的作者。

書(shū)籍目錄

第1章　射電天文學(xué)基礎(chǔ)　1.1  射電天文在天體物理中的地位　1.2  射電窗口　1.3　一些基本定義　1.4　輻射轉(zhuǎn)移　1.5　黑體輻射和亮溫度　1.6　Nyquist原理和噪聲溫度第2章　電磁波傳播基確　2.1  麥克斯韋方程組　2.2　能量守恒和坡印亭矢量　2.3　復(fù)數(shù)場(chǎng)矢量　2.4  波動(dòng)方程　2.5　絕緣介質(zhì)中的平面波　2.6　波包和群速度　2.7　耗散介質(zhì)中的平面波　2.8　稀薄等離子體的頻散量第3章　波的偏振　3.1  矢量波　3.2　龐加萊球和斯托克斯參量　3.3　準(zhǔn)單色平面波　3.4　準(zhǔn)單色波的斯托克斯參數(shù)　3.5　法拉第旋轉(zhuǎn)第4章　信號(hào)處理和接收機(jī)　4.1　信號(hào)處理和平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程　　4.1.1  概率密度，期望值和遍歷性　　4.1.2  自相關(guān)和功率譜　　4.1.3  線性系統(tǒng)　　4.1.4  高斯隨機(jī)變量　　4.1.5  平方律檢波器　4.2　接收機(jī)的極限靈敏度　　4.2.1  相干系統(tǒng)的可能最小噪聲　　4.2.2  基本噪聲極限　　4.2.3  接收機(jī)的穩(wěn)定性　　4.2.4  接收機(jī)的定標(biāo)　4.3  非相干輻射計(jì)　　4.3.1  熱輻射計(jì)　　4.3.2  熱輻射計(jì)的噪聲等效功率　　4.3.3  當(dāng)前使用的熱輻射計(jì)系統(tǒng)　4.4　相干接收機(jī)　　4.4.1  基本組成　　4.4.2  半導(dǎo)體結(jié)　4.5　低噪聲前端和IF放大器　　4.5.1  非制冷混頻器　　4.5.2　脈澤放大器　　4.5.3　參量放大器　　4.5.4  高電子遷移晶體管（HEMT）　　4.5.5  超導(dǎo)混頻器　　4.5.6　熱電子輻射計(jì)（Hot Electron Bolometers，HEB）　4.6  目前使用的前端小結(jié)　　4.6.1  單像素接收機(jī)系統(tǒng)　　4.6.2  多射束系統(tǒng)　……第5章　天線原理基礎(chǔ)第6章　連續(xù)孔徑天線第7章　觀測(cè)方法第8章　干涉和孔徑綜合第9章　連續(xù)輻射的發(fā)射機(jī)制第10章　一些熱和非熱射電源的例子第11章　譜線基礎(chǔ)第12章　中性氫原子的譜線輻射第13章　復(fù)合譜線第14章　星際空間的分子附錄A　常用矢量關(guān)系附錄B　傅里葉變換附錄C　漢克爾變換附錄D　射電定標(biāo)源麥參考文獻(xiàn)索引

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