전파 망원경(Radio Telescope)

우주에서 온 전파를 모아 강화하고 분석하고, 우주에서 다양한 자연 현상을 연구하는 도구로서 발달한 장치가 전파 망원경입니다. 가시 광선 망원경과 마찬가지로 큰 회전 포물선 면 등의 반사 거울을 이용하여 우주의 희미한 전파를 한점(초점)에 모아 수신기 시스템에서 분석하는 것이 기본적인 형태입니다. 가시 광선 망원경의 경우 그 초점에 확대 렌즈를 두고 눈으로 들여다보고 사진 건판이나 CCD카메라를 두고 사진에 촬영도 하지만 전파가 파장이 길기 때문에 파장이 짧습니다. 밀리파, 서브 밀리파를 빼고는 기본적으로 초점 면 검출할 수 없습니다. 그 대신 모은 전파를 전자파의 파동으로 안테나에서 혼잡 수신기로 이끌고 파도의 채로 높여(증폭)저주파의 전파 주파수 변환(헤테로 다인 변환하고 주파수 분석(전파 분광)과 편파, 강도의 측정 등을 할 수 있습니다. 장파장의 전파에는 파라볼라 대신 장대한 포물선 면 기둥을 이용하거나 광대역 안테나를 다수 진열한 다이폴 배열 등에 의해 집광됩니다.

 

전파 망원경의 방식으로는 대형 회전 포물선 면을 가진 단일의 포물선형 전파 망원경과 많은 집광기(안테나)와 수신기 시스템을 서로 거리를 두고 세우고 케이블로 전체를 연결시키고 하나의 전파 망원경으로 전파 간섭계가 있습니다. 먼 우주를 관측하는 망원경으로는 우선"집광기"인 반사경의 지름을 키우는 것이 더 큰 집광력과 보다 높은 분해능을 실현하기 위해서 중요합니다. 그러나 관측하는 전파원의 구조를 자세히 알아보는 능력(분해능)은 반사경의 지름에 비례하는 관측하는 전파의 파장에 반비례하니까 빛보다 파장이 자리 수(자리)차이에(1000배에서 1000만배) 긴 전파가 반사 거울을 상당히 크다 해도 분해능은 나쁜, 희미한 전파 천체의 모습밖에 잡지 못합니다. 거기서 공간 분해능의 부족을 보충하기 때문에 서로 멀리 덜고 설치한 복수의 안테나를 케이블로 연결, 동시에 관측하고 수신 전파를 합성하는 전파 간섭계가 발명되었습니다. 전파 관측은 기술적으로 비교적 용이한 장파장에서 고도의 전자를 요하는 단파장으로 갔지만 현재는 지상에서 관측할 수 있는 최저 주파수인 2~30메가 헤르츠(파장 15미터~10미터)에서 적외선의 경계에서 대기를 통해서 관측할 수 있는 한계인 1000기가 헤르츠(파장 0.3밀리미터)부근까지 전파의 모든 대역을 덮고 관측이 이루어지고 있습니다. 또한 전파의 주파수와 파장 사이에는 "주파수(메가 헤르츠)×파장(미터)≒ 300"라는 관계가 있습니다.