比起手机数码相机对“中国天眼”FAST望远镜干扰更大

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比起手机数码相机对“中国天眼”FAST望远镜干扰更大
* 来源 :http://www.wildcraftraw.com * 作者 : * 发表时间 : 2017-09-28 00:50 * 浏览 :

  我们一直知道手机等电子产品会对射电望远镜的运行产生干扰,所以服役中的射电望远镜都会对周边的电磁设备进行管控。像我最近访问的射电望远镜的扛把子帕克斯64米望远镜(Parkes Telescope)、望远镜密集阵(ATCA),都会在园区门口写上“手机要关机或者调飞行模式,相机可以且欢迎使用”(下图左下角)。

  而贵州的500米FAST望远镜更是在周围几公里范围内设置了的电磁区,游客在望远镜附近使用手机,而且比这边望远镜更严格的是,连数码相机也禁了。不过在去年FAST刚落成时,不少眼尖的同学都发现,新闻图片里,游客仍然在大喇喇的用手机和数码相机在拍照。

  于是我们不禁有点困惑:这用来拍照的手机、数码相机什么的,对FAST望远镜的运行到底有没有影响?到底该不该管?

  最近贵州大学的黄仕杰同学等人的一篇文章《FAST访客电子设备电磁干扰分析》针对这一问题做了个实验。

  文章首先约定了一个用来判断是不是造成干扰的依据:国际电信联盟曾经发表过一个书《射电天文观测阈值》(ITU-R RA.769),这份文件给出了各个频率上射电观测所需的“”对应的电磁辐射功率是多少。实验中测得的干扰信号频谱将会和这份标准进行比对。这份标准大概是这样(横轴频率,纵轴辐射强度):

  作者对三种电子设备做了实验:手机、数码相机和平板电脑,具体来说是红米2、尼康D7000和iPad air。测试首先在一个干扰的微波暗室中,在1米距离上测量了这三种产品工作时的辐射强度;然后估计了在FAST望远镜周围不同上,信号到望远镜过程中的衰减。结合两者,给出了几种产品被带到FAST附近时会对望远镜造成的干扰强度。

  在综合楼,跟望远镜之间有两座山,干扰信号会被减弱70-140dB,也就是千万倍到十万亿倍。结果在望远镜处收到的干扰强度会是这样:

  手机、相机和iPad都是在高频段衰减足够多,减弱到了阈值以下;但在低频处,都还是在阈值以上的,会对望远镜运行产生干扰。值得注意的是,手机拍照和拨号产生的干扰几乎是一样强的,而数码相机即使在待机状态,也会在低频段产生足以干扰FAST运行的辐射。如果实验没有什么本质的错误的话,这是一个很惊人的结论,这意味着这边各种望远镜采用的“鼓励”的政策是错误的,而FAST手机和数码相机的政策是必要的。

  在电子实验室,只有一座山,干扰信号被遮挡减弱的幅度更小,在所有频段上都超出了阈值:

  而在近邻FAST的观景平台上,完全没有障碍物干扰源的辐射,只有三维空间中电磁波时的衰减导致的轻微减弱,所以测试的几样产品均会对FAST产生重大的干扰——超出阈值一万倍以上。而且值得注意的是,以尼康D7000为实验样机的数码相机,比手机及iPad产生的干扰还要强30dB也就是1000倍以上。

  这项研究虽然测试的产品型号有限,不过多少有一定代表意义,可以说给FAST望远镜周边的电磁管制政策提供了相当的支撑。为了FAST高效的运行、及早实现科学产出,希望大家未来参观FAST望远镜时,可以自觉完全关闭自己的手机、相机、手环、智能手表等一切电子产品。