24
отражения которого нельзя было сделать ниже 1%). Поскольку все
вводы в систему волноводов выдерживались при низкой
температуре, эти коэффициенты отражения пренебрежимо мало
сказывались на результатах.
Предшествующие наблюдения. Первая система,
совмещающая рупорный .рефлектор с мазером бегущей волны, была
создана в 1959 г. Р. У. Де Грассе, Д. С. Хоггом, Е. А. Омом и X. Е.
Сковилом (R. W. De Grasse, D. С. Hogg, E. A. Ohm, H. E. D. Sco-
vil: Proc. Nat. Electron. Conference, 1959, 15, 370) с целью
выяснения возможностей малошумящей станции связи между
спутником и Землей на длине волны 5,31 см. Хотя при этом была
достигнута наименьшая к тому времени эквивалентная шумовая
температура всей системы (18,5 К), они ожидали, что она будет еще
меньшей. На рис. 5 показана эта система с указанием шумовой
температуры для каждого компонента системы. Из сказанного ранее (в
разделе, посвященном антене) следует, что определенная ими
температура 2 К для заднего лепестка диаграммы направленности
является слишком высокой. Кроме того, непосредственные измерения
шумовой температуры мазера дали почти на 1 К меньше, чем
указано на рис. 5. Таким образом, их система имела антенную
температуру на 3 К больше, чем можно было ожидать.
Рис. 5. Малошумящая система Де Грассе, Хогга, Ома и Сковила:
А —
энергетические потери антенны (1,5 К); Б —
энергетические
потери в волноводах и ответвителях (2,0 К); / —
вклад от боковых
и заднего лепестков диаграммы направленности (2 К); 2 —
непосредственная шумовая температура неба (2,5 К); 3 —
ответвитель
(26 дБ); 4 —
шумовая лампа; 5 —
шум на выходе мазера (58 500 К);
6 —
шум мазера бегущей волны (10,5 К. 35 дБ)
27
Шумовая температура неба (см. позицию 2 на рис. 5)
определялась излучением земной атмосферы, непосредственно
попадающим в их антенну, когда она направлена прямо вверх. Эта
температура измерялась при помощи метода, который впервые был со*
общен Р. X. Дикке (R. Dicke, R. Beringer, R. L. Kyhl, A. V. Vane:
Phys. Rev., 1946, 70, 340). Если антенную температуру измерять
как функцию угла, под которым антенна ориентирована
относительно горизонта, излучение атмосферы дает минимальную
температуру, когда антенна направлена прямо вверх. Она увеличивается,
если антенну наклонить к горизонту, причем путь, проходимый
лучом зрения через атмосферу, в этом случае также увеличивается:
На рис. 6 представлена регистрация [шумовой температуры
атмосферы Земли] по измерениям, сделанным Арно Пензиасом н
мною с помощью 6-метрового рупорного рефлектора при
сканировании неба от точки зенита до угла 10° над горизонтом. Кружками
и крестиками указано ожидаемое изменение [этой температуры]
из стандартной модели земной атмосферы для шумовых
температур при ориентации антенны в точку зенита соответственно 2,2 и
2,4 К. Очевидно, что согласие между теорией и данными
измерений хорошее, делая маловероятным наличие ошибки в нашем