分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-04-09 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对新疆奇台110m全向可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope,QTT)台址电磁环境监测系统,开发监测及数据处理软件,实现电磁环境自动化监测与高效数据处理,具有重要的工程意义。本文依据电磁环境监测系统测量需求,分析了软件开发的主要功能及关键技术问题,设计了基于HDF5数据格式的数据存储流程,采用多仪器并行控制及多线程并行处理技术,基于Microsoft Visual Studio开发平台,实现自动化电磁环境监测与高效数据处理软件的开发,并应用于QTT台址电磁环境监测系统。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 南山25 m射电望远镜经过一年多的升级改造现已全面完成,主反射面直径增加至26 m,为保证Q波段(30 } 50 GHz)接收机的工作效率,望远镜的表面精度需达到较高的水平,微波全息法可对天线面形进行精确测量和调整,是望远镜面形首次和定期精调的首选,基于新南山26 m天线建立了一套全息法测量系统。整个系统包括参考天线、接收机、相关机、传输链路、时频参考、扫描控制和全息法处理软件等几部分,采用带通采样技术直接采集中频信号,减少了基带信号转换环节;采用高性能外部本振并利用氢钟输出的参考信号进行锁相,达到了极高的相位稳定度。目前整个系统已通过测试并取得了初步的测量结果,经处理分析,该系统工作正常,已达到应用要求。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 捕获在天体磁场中的高能电子激发的回旋脉泽辐射是天体射电辐射的一个重要机制,被广泛应用于解释各种非热射电辐射现象,特别是时标的相干射电爆发现象。以往的研究中,激发脉泽辐射的源就是高能电子具有各向异性的速度分布。然而,观测显示太阳和其他天体的高能电子常常呈现具有低能截止行为的幂律谱分布。计算了温度各向异性分布和具有低能截止行为的温度各向异性分布驱动的回旋脉泽不稳定性的生长率,结果显示,幂律谱电子的低能截止行为对回旋脉泽辐射具有重要的影响。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对中性大气的物理属性以及大气折射对射电望远镜指向的影响进行了模型分析和计算,以改进型的“三段式”标准指向改正模型为基拙,着重研究了由大气折射造成高阶指向误差的改正方案,目的是不断提高射电望远镜的指向精度,尤其针对大口径、高分辨率的射电望远镜。在此模型的基拙上,模拟南山观测基地的气候特征,给出合理的计算结果。通过分析和评估这些结果与射电望远镜指向精度的要求,为将来大口径射电望远镜的指向修正提供参考
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 随着射电天文研究的不断深入,科学家对望远镜分辨率和灵敏度的要求也不断提高,同时要求望远镜具有更宽的观测波段。单口径望远镜低频波段用主焦点接收,馈源尺寸可以更紧凑。为了不影响双反射面天线次焦点的馈电功能,主焦点馈源的放置及换馈方案必须高效合理。以建于新疆奇台的110 m口径全可动射电望远镜为研究对象,以意大利SRT 64 m和德国Effelsberg 100 m射电望远镜为参考,对两种方案应用于奇台110 m射电望远镜的可行性进行分析,并提出一种利用线性模组进行主焦馈源快速切换的新型方案。进行了直线模组机构的建模和仿真,并对口径面信号遮档进行了分析,结果表明,此方案能有效满足望远镜的工作需求。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-01-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 将阵列天线放置于射电望远镜焦平面处,结合波束合成网络,可以同时观测一片天区、实现更大视场覆盖。由于需要对各个阵元的幅度和相位进行调控,阵列天线实际就是一个小型相控阵,因此在做阵列设计时,除需结合反射面焦面场分布及望远镜拟实现的视场以外,阵列自身的性能验证可参照传统相控阵进行。本文设计并加工了工作在1.27GHz的22矩形排布微带贴片天线阵列,阵元间距为0.7倍波长。经实测,各端口S11均在-10dB以下,4阵元合成后波束增益为12.54dBi,通过为对应阵元添加理论偏移30度的延时线,实测阵列的波束扫描角度为28.3度。上述实测数据与仿真结果相比虽略有差异,这和阵列加工及馈电端口焊接有关,但相关工作为之后更多阵元的阵列天线设计、研制及测试积累了经验,尤其对性能验证具备较好的指导意义。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2022-05-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 相控阵馈源是将阵列天线放置于射电望远镜焦面场处,用以实现更高增益及更灵活波束调控的接收机技术。鉴于其与阵列天线一样,是由多个天线单元以一定方式组合排列而成,工作时阵元之间产生电磁耦合在所难免。本文选用螺旋天线作为阵列天线单元,工作频率为1.25GHz,对独立天线进行仿真优化后,该天线-10dB阻抗带宽仅为70MHz。依托该天线单元建立55矩形排布螺旋天线阵列模型,分别选取阵元间距为1、0.5、0.25、0.125倍波长(1.25GHz@0.24m),以此验证不同阵元间距下的互耦效应对整个阵列带宽的影响。最终通过对各阵元输入阻抗进行匹配,仿真得到在0.25倍波长间距下,阵列中心阵子的-10dB阻抗带宽可扩展至550MHz,而阵列天线的带宽也基本表征了将其用作相控阵馈源的工作带宽。上述工作加深了对阵列天线带宽特性的理解,也为实际应用于射电望远镜系统的相控阵馈源实现更宽的工作带宽提供了可能。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-05-06 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 为实现宽频带电磁环境实时测量,基于Roach II开发平台,开发设计了数字频谱仪,实时带宽10MHz−2GHz,动态范围达到55dB。首先,分析了数字频谱仪开发设计理念和模块参数设置考虑,实现快速扫描模式、脉冲监测模式测试功能。其次,通过频率响应、动态范围、线性度等关键指标测量及分析,并与商用频谱仪测量结果对比,确定该数字频谱分析仪具有相对准确的测试精度,可应用于射电望远镜台站宽带实时频谱监测及瞬态信号分析。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 经过多年观测,新疆天文台积累了大量珍贵的观测数据。如何高效管理快速增长的海量观测数据,如何实现全波段观测数据的融合及未来更大口径望远镜产生的海量数据归档与发布是目前新疆天文台急需解决的问题。新疆天文台数据中心面向天文学科研需求提供天文科学数据服务和基拙设施,由新疆天文台计算机技术室负责运行与维护。数据中心以最新的虚拟天文台相关标准为基拙建设,基本服务包括:为天文观测项目提供数据保存、管理和发布服务;为有价值的天文科学数据及二次处理后的数据提供长期保存和访问服务;为用户提供科学数据归档与发布服务及相关技术支持。数据资源主要有:新疆天文台25 m射电望远镜的脉冲星观测数据;活动星系核观测数据以及分子谱线观测数据。提供的数据服务有:PPMXL星表锥形检索;海量星表数据在线交又认证;统一内容描述符信息查询等服务。主要介绍新疆天文台数据中心建设及其提供的服务,如何使用已发布的服务在线检索数据及利用标准虚拟天文台工具实现数据操作。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-11-01 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 新疆天文台望远镜所产生的观测数据通过数据专线传输到台本部数据中心进行长期存储。采用rsync进行数据传输,过程中没有详细的日志记录信息,无法对传输情况进行统计分析。本文通过调研新疆天文台数据传输需求,设计并开发了新疆天文台观测数据传输日志系统。系统以新疆天文台南山站、奇台站的数据存储服务器和台本部长期存储为基础,设计了日志系统的整体架构,实现了数据传输过程的日志记录。系统基于shell多线程技术、qt框架开发了后台服务程序及日志系统软件界面,实现了日志分析、统计备份与数据传输可视化页面。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 射电天文台址内仪器设备众多,电磁环境复杂,电磁兼容设计、屏蔽设计及辐射评估均依赖基于测试的数据处理与分析,而程序化是提高测试及数据分析效率的唯一手段。浅析了电磁辐射评估系统的硬件组成、评估流程、软件开发目标及关键技术点;基于软件需求分析及评估过程中的数据传递、数据处理及数据存储,给出了评估软件的设计流程图、数据流图及二维差值算法流程图;分析了电磁辐射评估过程中主要数据特征,开发了基于数据源、数据库的数据存储及管理模块。其次,基于Microsoft Visual Studio 2010开发平台,通过大量的程序调试与界面优化,完成了电磁辐射评估软件开发,能够对仪器设备辐射特性进行快速测试、分析与评估,为射电天文台址电磁兼容性改造和射电望远镜系统兼容性设计提供重要的参考依据。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 采用图形处理器和最新的通用并行计算架构设计了射电天文多相滤波器组,并对其性能指标进行了测试和分析。利用图形处理器强大的浮点数计算和高效并行执行能力实现了多相滤波器、快速傅里叶变换算法加速,改善了多相滤波器组算法的执行效率。实验结果表明,设计的多相滤波器组具有一定的灵活性和可扩展性,能够实现射电信号的高速滤波及信道化,可有效提高射电望远镜数字终端算法的并行数据处理能力和计算效率。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 为分析南山站的光学观测环境条件,在南山观测站使用SBIG, SQM-LE等设备分别对大气视宁度、夜天光亮度和气象数据进行长期监测,在筛选和整理大量监测数据的基拙上,进行逐月、逐年的统计和分析。结果显示,使用SBIG视宁度仪监测南山站年平均视宁度为1. 74",夜天光亮度为21.7 mag arcsec-Z,年平均温度为3. 4 0C,年平均相对湿度为57. 3 % ,风速主要分布区间为2}3 m/s,主要风向为西南风。上述参数表明,南山观测站的光学观测环境良好,可以满足中、小型望远镜的观测环境要求,测量结果可为其他光学台址起参考作用。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 新疆天文台数据中心的海量数据星表在线交又证认服务可实现远程URL、本地上传带有UCD信息的VOTabI。格式文件两种星表数据输入方式,可实现对数据中心已发布的天文数据进行交又证认。证认得到的结果可以通过SAMP协议发送到标准虚拟天文台工具中进行数据可视化等相关处理,并支持HTML, CSV, FITS Table, JSON等多种数据输出方式。通过并行计算技术与伪球面天区划分技术大大提高了海量星表数据的交又证认速度。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 轮轨式天线的轨道作为承载整个天线重量的基础,其精度好坏将直接影响天线在方位方向运转的平稳性,进而引起天线轴系偏差从而影响天线指向精度。本文介绍改造后的乌鲁木齐南山26m天线(NSRT: Nanshan Radio Telescope)轨道结构以及轨道高差测量,并建立天线在不同方位、俯仰角下轨道高差引起天线指向偏差的数学模型。利用“十字扫描”法实测多颗标准源在相应位置的指向数据,并通过高斯拟合得到指向偏差。通过分析可知轨道高差引起的指向偏差经过修正可以提高天线指向精度。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 射电天文接收机中频系统是接收机的重要组成部分,接收机的L、S、C、K波段的左圆极化和右圆极化信号在高频仓通过下变频成为中频信号。中频信号通过同轴电缆传送到观测室。观测室距离射电望远镜高频仓较远,因此线损较大,且不同频率的信号损耗不同,频率越高损耗越大,导致中频信号功率较小且增益平坦度随频率增加而降低。设计了四通道均衡放大模块,提高中频信号增益并补偿增益平坦度。该模块的均衡器采用了集总元件和微带线相结合的方式,具有结构紧凑、易于集成、成本低的优点。测试结果表明,在6倍频带宽内,均衡量≥8dB,均衡后功率平坦度≤3.5dBm,回波损耗≤-15dB,满足了射电天文中频检测系统的要求。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-06-18 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 射电天文是通过接收和处理无线电波以此研究宇宙天体的一门学科,微波接收机则是射电天文观测的核心接收设备。结合中国科学院新疆天文台南山25米射电望远镜现有K波段制冷接收机及未来Q波段毫米波观测需求,本论文提出一种K波段常温接收机研制,该接收机射频工作频率22-24.2GHz,经混频最终输出3.95-6.15GHz的中频信号,主要用于在K波段开展强度校准方法实践及大气不透明度测量。最终采用冷热负载法测试K波段常温接收机噪声温度为402.2K(理论计算为410.6K),标准噪声源为166.3K也满足设计需求,结合斩波轮校准机械结构,该K波段接收机已经具备开展强度校准及大气不透明度测试功能,相关工作也可为南山25米射电望远镜未来Q波段毫米波观测做技术预研。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-05-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 噪声注入定标方法作为厘米波段一种常规强度校准方式而被广泛使用。通过组建K波段常温接收机及其定标平台,在室内20℃下使用传统冷热负载法标定接收机噪声温度及噪声源温度,之后在室外-7℃中使用同样方法再次标定上述参数,并利用室内标定的噪声源去进一步标定室外环境中接收机的噪声温度。测试结果表明,在环境温度变化约27度时,接收机噪声温度定标差异约为50.5%,标准噪声源定标差异约为41%。故此得知,如若将噪声注入法应用于常温接收机定标中,首先需考虑对接收机进行恒温处理,另外可采取对注入的标准噪声源进行温度补偿,使其可以更加精确的应用于二次定标当中,这也是本论文下一步计划开展的工作。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-06-09 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 方波信号和双值噪声在科学领域广泛应用,而乘性信号在工程中广泛存在。但是,就乘性方波信号和乘性双值噪声对双稳系统的非线性影响方面的研究还较少,因此本文研究乘性方波信号和乘性双值噪声作用下双稳系统中的随机共振现象。基于绝热近似条件,推导系统的信噪比的表达式并基于该公式进行了不同输入条件的仿真研究。研究结果表明,信噪比随着乘性方波信号和乘性双值噪声幅度的变化可以取得一个最大值和一个最小值。大的乘性方波信号幅值会抑制信噪比,对于噪声相关率 情形,方波幅值A=1.0时的系统输出幅度比A=0.3时的输出幅值下降约29%;而较大的乘性双值噪声强度可以提升系统输出性能,当系统参数b=3.8,乘性双值噪声强度为 时的系统输出幅度为 时的输出幅值的2.5倍。随着乘性白噪声、加性白噪声及系统参数的变化,信噪比曲线出现一个峰值。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-01-18 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 随着天文观测技术的飞速发展,天文数据处理软件日趋复杂,天文数据处理环境的部署与管理日渐繁琐。利用容器技术将脉冲星数据处理环境封装成容器镜像并建立私有镜像库,科研人员可以根据数据处理需求选择镜像,实现数据处理环境的快速部署。利用实体计算机、虚拟机和容器中对脉冲星基带数据进行相干消色散处理,对比不同平台的资源利用率与数据处理效率。实验结果表明,容器的性能与实体计算机相近;在多任务并发的数据处理测试中,容器的资源分配更加合理,相较虚拟机可以提高计算资源利用效率。在新疆天文台脉冲星数据处理服务器上实现了基于容器的数据处理架构部署,设计并开发了容器管理图形用户界面,通过优化多用户登录、身份验证、数据卷挂载管理等功能,提高利用容器技术进行天文数据处理的效率。