中国射电天文观测和研究展望

综述了中国射电天文观测和研究状况,展望射电天文观测和研究的前景.介绍了中国射电天文观测的主要设备,为培养射电天文观测和研究人材提供相关信息.     

暗能量的射电探测——天籁计划简介

宇宙中的中性氢原子产生波长为21cm的辐射,其强度在大尺度上正比于物质密度.通过射电观测这一辐射,可以获得宇宙中物质分布的大尺度结构.利用大尺度结构功率谱中的重子声波振荡信号作为标准尺,可以进行高精度的宇宙学测量,确定暗能量状态方程参数w,这提供了一种重要的暗能量观测手段.我国在射电天文及相关技术方面有一定基础,且国内即有电磁环境良好的站址,有很好的条件开展这方面的研究.如能及时着手,有可能在这一领域中取得领先,并在暗能量研究中取得突破.本文介绍了通过21cm巡天对暗能量进行观测的方法,并讨论了天籁计划具体实验设想.     

基于随机解调器的射电天文信号的采样与恢复算法

谱线检测技术在射电天文观测中具有举足轻重的地位,可根据谱线诊断天体的基本物理情况,如总粒子数密度、速度、磁感应强度等。射电天文信号有多条谱线,且谱线频率都很高,从几GHz到几十GHz。随机解调器是基于压缩感知理论的均匀亚奈奎斯特采样方法,描述、分析随机解调器系统及正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)恢复算法,并在Matlab上进行采样与恢复算法仿真分析,结果表明了此算法的可行性。     

“2010年射电天文前沿与技术研讨会”征文

中国电子学会射电天文分会、中国天文学会射电天文专业委员会和中国科学院射电天文重点实验室将于2010年5月下旬在贵州省贵阳市联合举办“2010年射电天文前沿与技术研讨会”。     

中等强度射电平谱类星体的光学光谱研究

采用FIRST亮类星体巡天（FBQS）的一个样本,从传统分类的射电噪类星体中分离出射电中等强度平谱类星体,对它们以及射电噪和射电宁静类星体的光学光谱进行了比较研究,发现中等强度射电平谱类星体有与射电宁静类星体相似的光学光谱．该结果进一步支持先前的研究观点,即观测到的中等强度射电平谱类星体实际上是射电宁静类星体,只是由于经过视线方向相对论性喷流的增强效应,使其在射电波段呈现为传统分类中的射电噪类星体．     

亚毫米波射电望远镜多波束接收机的设计研究

本文主要针对射电天文中亚毫米波望远镜的发展需要,为更高效开展大天区亚毫米波巡天及恒星形成区的成图观测,给出了基于345GHz亚毫米波段的双极化3x3波束SIS超导接收机系统的设计研究。介绍了接收机的设计思路,给出CAD设计方案、关键技术分析与模型验证。     

慧眼望天空

眼睛只能看见可见光波段的世界。但如果从射电波段去看,世界将会是怎样的呢？用于射电观测的射电望远镜的基本工作原理是什么,它又是如何呈现给我们一个完全不同的射电世界的？     

射电日像仪的压缩感知和脏图高斯去噪

传统的综合孔径射电日像仪成像原理是根据香农采样定理,使用香农采样得到完整的频谱数据,进行反傅里叶变换得到图像.因成像设备及外界环境因素,频谱数据中伴随有大量非真实信号数据,导致所成图像产生大量噪声,通常称为脏图.射电天文领域通常采用相关Clean算法处理脏图,得到"干净"的射电图像.为了降低了射电信号的采样成本,而且能得到更"干净"的射电图像,基于射电干涉稀疏成像与压缩感知理论,实现了从不完整的频谱中重建脏图,之后进行噪声去除:采用正交跟踪匹配与特征标志算法完成从稀疏频谱中重建脏图,之后使用三维块匹配算法去除噪声.     

500m口径球面射电天文望远镜(FAST)对高红移伽玛暴余辉的探测

伽玛射线暴(简称伽玛暴)可以发生在很远的宇宙深处,其余辉(尤其射电余辉)的长时标发射使得长期观测成为可能,从而可测量其红移并证认宇宙学起源和研究寄主星系性质。随着红移的增大,伽玛暴射电余辉的流量密度也会随之减少,这对高红移伽玛暴的探测造成一定的困难。然而,500 m口径球面射电天文望远镜(FAST)具有很高的探测灵敏度,利于对暗弱的高红移暴的观测。我们利用余辉动力学模型分析了射电余辉流量密度随红移(距离)的变化关系,以此评估FAST对高红移射电余辉的观测能力,同时预测其对不同类型伽玛暴射电余辉的探测率。     

实时电磁环境监测系统设计与实现

随着数字技术的发展,瞬态信号对射电天文观测的影响越来越大,围绕瞬态信号测量需求,开展实时电磁环境监测技术研究与工程应用极其必要.首先,本文依托射电天文台址实际测量需求,给出了电磁环境监测系统硬件构架设计方案.其次,依据信号分析仪参数配置与测量时间、测量不确定度的关系,给出了实时电磁环境监测测量时间配置方法;并采用数据压缩、多线程并行处理、环形缓存区设计等技术方法实现高速数据传输,提高了测量系统的可靠性.最后,开发了系统测量软件及基于Web的频谱监视软件,实现电磁环境实时测量与监视,应用于QTT (QiTai Radio Telescope)台址,为台址瞬态信号特征分析与干扰缓解策略的制定提供数据支撑.     

基于数据拟合的宽带频谱窄带干扰提取方法

有效提取宽带频谱中窄带信号,统计和分析电波环境频谱中干扰信号特征,能为射电天文台站干扰源查找及干扰缓解策略提供重要支持。提出一种基于数据拟合的窄带干扰提取方法。首先,介绍了接收机中频频谱数据获取方法。基于中频频谱特征,采用多项式曲线、正弦曲线、高斯曲线对频谱数据进行拟合,分析了三种曲线拟合的残差平方和和相关系数,选用7级高斯曲线作为中频频谱的拟合曲线,基于拟合曲线设定干扰阈值,依据拟合曲线残差,提取宽带频谱中干扰信号;另外,采用7级高斯曲线对典型方向的8组频谱数据进行拟合处理及干扰信号提取,并对拟合结果的残差平方和和相关系数进行分析,验证了干扰提取方法的有效性。     

民航甚高频无线电干扰浅析

本文为对民航甚高频无线电干扰的原理、类型及解决方法的论述,在实际工作中对无线电干扰数据的统计和分析排查,以及对于无线电干扰的实际工作积累的一些切身体会。     

基于性能评估的INS/RADIO组合导航系统研究

现代民机的惯性导航系统输出的导航参数多,自主性强,但误差随时间积累,而陆基无线电导航系统定位精度不受使用时间的影响,但易受周围环境、电磁干扰等外界噪声和接收机噪声的影响。综合两种导航系统的优点,本文提出了基于导航性能评估的INS/RADIO组合导航方案。根据当前组合模式的传感器输出计算出实际导航性能(ANP),然后同导航数据库中预先设定的导航性能需求(RNP)进行比较,筛选出符合RNP的台站,并从中选择出精度最高的组合模式,最终完成位置输出。仿真结果表明,INS/RADIO组合导航能有效抑制无线电的位置噪声,由于导航性能评估的参与导航系统的位置精度得到进一步提高。     

基于分数傅立叶变换的认知无线电抗干扰系统

认知无线电(Cognitive Radio, CR)由于机会式利用空闲频谱,因此当授权用户突然出现或者和其他认知用户发生碰撞时,产生的干扰将会极大的降低认知无线电系统的性能。本文提出了基于分数傅里叶变换(Fractional Fourier Transform, FrFT)的认知无线电抗干扰系统,通过将在分数傅立叶变换域具有能量集中性的Chirp信号作为认知无线电的基带信号,能够在接收端通过特定阶数的分数傅立叶变换域的滤波处理提取有用信号的能量,抑制其他用户的干扰。仿真表明：当干扰为正余弦波时,本文系统要比未采用分数傅里叶变换的系统具有更低的误码率,而且本文系统能够有效地抑制多径干扰和其他多认知用户的干扰。     

心电信号的高质量无线电传输和检测

论述了心电信号高质量无线电传输与检测的几个重要问题，分析了前置放大器的设计，心电信号的传输与调制，二次ＦＭ发射和接收的线性及心电信号传输系统的抗干扰防失真能力．提出一种模拟抗干扰电路，并做了试验，结果表明具有良好的抗干扰能力．     

基于VDSL的多媒体通信

超高速数字用户环路(VDSL)是利用无屏蔽铜芯双绞线传输高速数字信号的新技术。本文着重介绍各种VDSL的调制技术及射频干扰抑制方法。     

Frequencies for radio astronomy

At present the scope of research in radio astronomy is limited by the allocation of frequencies, some of which have to be shared with other radio services. When the International Telecommunications Union reconsiders all frequency allocations next year, astronomers are hoping for an improvement.     

关于我国未来天文大设备的一点战略思考

本文回顾了近年来国际上天文大设备的现状和发展态势,简要叙述了国内目前天文观测设备的现状,并指出一批重要观测设备的建成标志着我国初步形成了天文学研究的实测基础.一个突出的例子是由我国天文学家自主创新的郭守敬望远镜LAMOST.这是一架新型光谱巡天型望远镜,它的建成标志着我国大型天文光学望远镜技术的突破.正在建设的500m口径球面射电望远镜(FAST)是目前世界上最大的单天线望远镜,它的建成将使我国射电天文研究走到世界前列.本文还介绍了一些已经提出的天文地面和空间大设备计划,并对我国未来天文大设备的发展进行了一点战略思考,提出了一些个人的建议.