分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-10-18 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: II型射电暴是日冕物质抛射(Coronal Mass Ejections,CME) 的最佳示踪器,当日冕物质抛射的速度超过本地阿尔芬速度时,会产生日冕激波或行星际激波,并对地球的磁层产生十分剧烈的影响,在射电波段观测到II型射电暴也就意味着观测到了日冕激波,预测激波到达地球的时间,是空间天气预报的重要内容之一。2021年9月28日06:20UT左右,奇台低频射电阵列(Qitai Low-Frequency Radio Array,Qitai LFRA)首次探测到一次II型射电暴爆发事件,频率覆盖范围为18~50 MHz,持续时间10多分钟。由于在极低频(<40 MHz) 频段还没有进行过具有有效空间分辨率的观测,未来在这个频段发现未知现象的可能性极大。观测结果表明,奇台低频射电阵列性能良好(增益典型值6dBi)、灵敏度高(-78dBm/125 kHz,动态范围72 dB),可以在25 周太阳活动峰年发挥独特作用。
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: 2022-07-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对天线座架由于太阳辐照引起的非均匀温度热致变形问题,建立了天线座架环境参数模型、太阳辐照参数模型以及座架结构几何模型,可实现多种工况下的天线座架结构热力学仿真,基于综合模型对天线座架温度特性进行了分析;在天线座架结构上布设了24枚光纤光栅温度传感器,实测温度数据与仿真温度场的相对精度高于85%,验证了仿真方法的正确性。结合推导建立的天线结构位移场到天线方位轴偏差的几何关系和实测温度特征数据,可实现由实测温度到座架结构变形的快速计算,并对天线座架轴系偏差产生的原因进行了分析,可为天线座架热致轴系偏差补偿提供基准。
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: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)是目前射电天文领域的主要热点前沿。其相关研究被《自然》(Nature)杂志评选为2020年十大科学发现之一。FRB爆发时间极短且鲜少重复的特点,使其观测捕捉到的概率极低。由人工从海量的天文观测数据中识别FRB事件是件耗时费力的工作。机器学习技术的蓬勃发展为实时搜寻与多频段联合跟踪观测FRB带来了可能。该文从传统机器学习方法和深度学习方法两个方面,对该研究已有的成果进行了分析与总结,并探讨了基于机器学习的FRB搜寻技术目前存在的问题和面临的挑战,分析了其未来发展趋势。
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: 2020-05-06 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: 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: 2019-04-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 对新疆天文台(XAO)南山一米大视场天文望远镜(NOWT)观测的历史数据,我们进行细致的数据挖掘,发现了百余颗变源。数据处理pipeline为XAO时域巡天数据处理包,该处理包同时考虑了测光系统内部权重和相关性,并结合快速混合算法编写的。除去已知的变源,我们发现了很多新的变源。对新变源证认的过程中,我们将结果与LAMOST、GCVS、VSX、Gaia DR2等星表进行了交叉。在讨论部分,我们对各星表的使用情况给出了说明。对于新源最后发现绝大部分是食双星,少部分是脉动变星,并有一颗表现相对复杂的变源。
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。