贾贵山 2007年05月11日 15:20
利用射电方法接受中性氢的21厘米射电波揭示出银河结构的真实图景，使得射电天文学的地位大为提高。但是射电望远镜的分辨率太低，分辨角度在十几度至几十度，不能很好地定出方位，那么就不能准确地指出这些射电源来自何方。要想提高射电望远镜的分辨率，加大射电望远镜天线的直径是方法之一，但这种方法所起作用很有限。例如把射电望远镜天线口径做到100米，工作波长为21厘米，它的分辨率也只达8角分之多，分辨率比肉眼还低好几倍，继续加大口径，加工制作都非常困难，所以天文学家想到另一方法是制造射电干涉仪。
20世纪40年代，英国射电天文学家赖尔制造出双天线射电干涉仪。它由两台性能相同的天线构成，安置在某一方向的基线上。当某射电电源射来的电磁波与基线的垂线成θ角时，射电波到两天线相差一段路程BC，若程差BC正好是射电波波长一半的偶数倍，则两个天线收到的信号同位相，信号相加；若为奇数倍，则反位相，信号相互抵消。当随着周日视运动θ角不断改变时，程差BC也不断变化，接收机的输出信号就呈现周期性的强弱变化，形成干涉图形。射电干涉仪的分辨率相当于口径为两天线间距离d的单抛物面天线，这就为提高射电天文观测的分辨能力开拓了广阔的前景。
赖尔创制双天线射电干涉仪后，与他的同事在以后的十几年间共定出470多个射电源的位置，编成射电源表，就是著名的 3C射电源表。
随着科学技术的发展，50年代后又制造出多天线射电干涉仪和复合射电干涉仪。多天线干涉仪由多面天线组成，实际上就是在同一方向上等距排列的天线阵。把多天线干涉仪按相关干涉仪的方式组合起来就构成复合射电干涉仪。所谓相关干涉就是将两个分立天线的信号以起乘法作用的接收机联接，这种接收机的输出只对两组元的天线同时收到的信号起作用。如果信号或噪声只在其中一个组元的通道上存在，则相关输出将为零。这就相当于两个因子相乘时，其中一个因子是零，则结果就是零一样，这样的接收机可以抑制本机噪声以及外来只对一个组元起作用的有害干扰。
我国北京天文台密云射电站的天线阵就是一具复合射电干涉仪。它共有20面天线，其中16面9米口径的天线等间距地排列在1080米的东西方向上，构成一个多天线干涉仪，在同一基线上再加4面天线，口径各15米，这四面天线与前面 16面天线按相关干涉仪方式组合起来，构成了复合射电干涉仪，当工作波长为2/3米时，它的分辨率是1角分。 排列在同一方向上的天线阵只能提高一维的分辨率，即一个东西方向排列的天线阵并不能提高南北方向上的分辨率，因而澳大利亚的米尔斯创制了十字型的天线阵，能直接获得两维的高分辨率，故称“米尔斯十字”。
现在世界上最大的可移动射电望远镜天线为100米，它屹立在德国埃菲尔斯堡，其反射镜面近8000平方米，像足球场那么大，可在俯仰与方位两种状态中移动，以扫描整个天空，其总重量达3200吨。人类的眼睛只能看见可见光波，而它却可以看到波长为0．8、1．3、2．0、2．8、3．3、6．0、9．0、11．0、 13．0、18．0、21．0、和36．0厘米的12种宇宙景象。这具现代化的大型射电望远镜建成于1970年。美国弗吉尼亚的国立射电天文台也正在建造一架100米口径的射电望远镜。中国也拟在贵州省利用山凹建造一个巨型射电望远镜。目前全世界有上千架射电天文望远镜正在投入观测工作。
