中国天眼，世界“见”证

正"中国天眼"向世界发出邀请函——3月31日0时起,500米口径球面射电望远镜(FAST)开始接受全球天文学家观测申请。作为目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,"中国天眼"能够接收到100多亿光年以外的电磁信号,是中国科技创新的一张代表性"名片"。     

媒体纵览

正中国"天眼"反射面安装将于5月完工截至4月10日,正在贵州省平塘县建设的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST),已完成4185块反射面面板安装,完成比例达94.04%,工程进入收尾阶段。据悉,FAST的反射面总面积约25万平方米,用于汇聚无线电波供馈源接收机接收,反射面安装工程预计将于2016年5月中旬完成。(来源:腾讯网)     

天眼刷“锅”记

正现有一口锅,锅面由11万余块薄到毫米级别的蜂窝状金属薄板组成。用这口锅盛满蛋炒饭,可够全世界人民吃一天。没错,这口又大又薄的锅就是FAST (500毫米口径射电望远镜)。自建成至今,FAST已工作三年多,发现90多颗脉冲星。现在有个棘手的问题摆在FAST面前:这么大口"锅",究竟要怎么刷?     

这个望远镜了不得

<正>2022年9月23日,我国110米口径全向可动射电望远镜在新疆昌吉回族自治州奇台县半截沟镇奠基开工,预计建设周期6年。按照以所在地命名的惯例,它被称作奇台射电望远镜,英文名Qi-Tai radio Telescope,缩写为QTT。射电望远镜从宇宙来的无线电波会被地球大气层吸收和阻挡大部分,能穿透大气层的小部分被称为射电波。而射电望远镜就是接收和研究来自天体的射电波的设备,主要由天线和接收系统组成。     

全可动射电天文望远镜的电磁干扰特征研究

全可动射电望远镜是一个包含主动面促动器机构、天线高功率驱动分系统、高灵敏接收终端、数据传输及控制分系统在内的复杂系统.系统内强弱电分系统的工作电平差异悬殊,内部不但存在相互的电磁干扰,同时系统工作时所产生的电磁发射信号及场站环境的各类电磁信号,都会对需要接收的微弱射电信号产生干扰,致使射电望远镜的电磁兼容性已成为研制及使用的关键技术.本文综述了国内外射电天文望远镜电磁兼容技术的研究进展,并从系统工程角度,对射电望远镜系统的电磁干扰特征进行了研究,确定了关键的控制要素,建立了干扰耦合矩阵,提出了基于电磁拓扑理论的射电望远镜系统电磁兼容的建模方法,为研究射电天文望远镜的电磁兼容技术奠定了基础.     

通信基站对射电望远镜电磁干扰的预测方法

射电望远镜具有极高的灵敏度和很宽的工作频率范围,在执行观测任务时,不仅会接收到观测目标产生的信号,还会接收到台址内外各类电磁干扰信号,从而影响观测的准确性,其中以通信基站的干扰最为突出.为了预测通信基站对射电望远镜的电磁干扰,本文提出了一种基于相对地形的电磁干扰预测方法.该方法将地形高程数据转换成相对地形数据,以相对地形的波动高度作为判据,采用Deygout模型计算了通信基站到射电望远镜的路径损耗.再结合通信基站的天线参数,最终得到了通信基站对射电望远镜的干扰功率.文中着重分析了该方法的实现过程,为下一步自主研发射电望远镜电磁干扰预测软件提供了基础.     

FAST:巡视宇宙边缘的巨眼

正FAST,这个耗资约12亿元人民币、坐落在我国贵州的世界最大射电望远镜即将全部竣工。它将达到前所未有的观测精度,可以接收到来自宇宙边缘的信号。FAST的500米口径反射面虽然是固定在山洼里的,但这只巨型"天眼"却能"转动",以巡视更为广阔的天区。我们来一探这个壮观的大科学工程的奥秘吧!     

“天眼”再添“利刃”,FAST巡天能力将大大增强

正在电影《厉害了我的国》里,中国的路、中国的桥、中国的车……一个个非凡的超级工程向世界展示了中国强大实力,大国雄姿所带来的震撼与民族自豪感油然而生。在影片中,贵州元素多次出镜,"天眼"便是其中之一。作为目前世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST),看得远是其主要的功能之一。如今,这件观天利器将再添"利刃",随着19波束接收机即将投入使用,FAST的巡天能力将大大增     

八问FAST

正1FAST是最大的"天眼"?实际上,FAST是世界最大的单口径球面射电望远镜,但并不是最大的望远镜——因为,世界最大的单个望远镜是前苏联的RATAN-600电波望远镜(现位于卡拉恰伊-切尔克斯共和国),发射口径605米。不过,RATAN-600是十分罕见的带形射电望远镜,在国际射电望远镜"朋友圈"中,它不像球面射电望远镜那样主流。     

“新视野”号多普勒频率数据评估

NASA于2006年发射的"新视野"号探测器于2015年7月14日飞掠冥王星,借此机会,中国科学院国家天文台行星无线电科学研究团组选取我国上海佘山观测站和黑龙江佳木斯深空探测基地的两台60m级射电望远镜,开始了对"新视野"号下行信号的接收及后续分析处理研究工作.利用东南大学研制的无线电科学接收机在黑龙江佳木斯完成了测量工作,利用接收到的探测器多普勒信号对其精度进行了分析比较,并尝试了不同的处理方法.最后本文对我国设备的深空多普勒测量数据的分辨能力进行了评估.     

大口径天线非线性特性动态补偿方法研究

非线性特性广泛存在于伺服传动系统的各个环节,对高精度大口径射电望远镜指向与跟踪精度的影响不可忽略.本文针对天线常见的非线性特性展开讨论,分析此类特性对系统造成的负面影响,之后,讨论了常见的非线性补偿方法的优劣.新疆110 m口径全可动射电望远镜(QiTai Radio Telescope, QTT)天线,指向精度要求高,其对设备稳定性、可靠性有着极高要求.本文提出采用非线性动态补偿方法来抑制天线伺服传动系统中的非线性特性,从而降低或消除跟踪、指向动作时的滞后和误差,提高系统稳定性,优化大口径天线的运动性能.非线性动态补偿方法结构简单,鲁棒性强,具有较高的适用性.本文通过计算机仿真与半实物实验结合的方式,模拟大口径天线常见的饱和非线性工况,并以QTT天线作为被控对象验证了该方法的实际补偿效果.最后,讨论了非线性动态补偿法的进一步改进方向.     

收看国内外卫星数字压缩节目的技巧

利用卫星数字压缩传输技术进行卫星、电视直播到家庭(DTH)的时代正迅速到来.目前我国的卫星数字压缩节目,主要集中在亚卫2号卫星上,但在亚太地区卫星能收看的就有24个之多,节目达400多套.那么我们如何收看,需哪些接收器材才能收着呢?一、接收器材1.首先是接收天线.分正馈式和偏馈式两种.正馈是一个完整的圆形锅面天线,偏馈天线是新近发展起来的,特别适宜于Ku波段家庭个体接收使用.从理论上讲它是正馈天线的一半,其优点为不存在高频头对信号的遮挡;在相同面积下其增益要高得多;由于其结构特殊,因此好使用、易固定,户外使用锅面不积水.目前亚卫二号上的节目主要采用C波段传播,天线用正馈1.8m～2.4m即可.大于3m的天线太笨重,对数字信号质量的改善不明显.特别调试Ku波段时,由于其波瓣很尖锐,大天线要精确到位非常困难.本人用2m正馈天线在华东地区接收C、Ku的数字压缩节目或用0.6m的偏馈天线专收Ku波段信号都能达到满意的效果,接收机的信号强度指示接近80%.在介绍数字压缩信号的同时,顺便介绍模拟信号,它的正馈天线直径只要在1.8～2m就可以了.2.高频头.很多工程原已安装了3m天线接收模拟信号,现要同时收视亚卫二号卫星的C、Ku节目,可首选C/Ku双波段双极性四输出馈源一体化高频头,它自带馈源,各种技术参数     

大型射电望远镜天线发展动态及机电耦合应用

射电天文望远镜作为射电天文学中不可或缺的仪器,其平稳运行至关重要.本文首先以引力波的发现、中子星的合并以及首张黑洞照片的拍摄等重大天文发现为切入点,介绍了射电望远镜在射电天文学中的重要性.同时,随着射电天文学步伐的前进,射电望远镜也需要朝着更大的口径和更高的指向精度方向发展,这也使得其中的机电耦合关系愈发紧密.解决射电望远镜的机电耦合问题,发展机电耦合技术也就成为大口径射电望远镜平稳高效运行的关键.为此,本文概述了近10年来已建成并投入使用的射电望远镜,以及在建和将建的射电望远镜的进展,指出了机电耦合技术在射电望远镜设计制造和观测运行中的重要作用.然后,系统性地总结了近年来机电耦合技术在射电望远镜中的发展和应用.最后,基于射电天文学的发展对大口径射电望远镜天线性能提出的苛刻要求,提出未来机电耦合的研究热点.     

嫦娥四号中继星4.2 m天线在轨指向标定

本文主要论述了采用天马65 m射电望远镜对嫦娥四号中继星4.2 m天线进行在轨指向标定.先介绍了标定空间天线指向的方案,接着论证了方法的可行性,主要描述了天马射电望远镜天线的性能优势、天线扫描方法和注意点等方面,并采用射电源和卫星验证了接收系统的稳定性,然后对测量过程中采用的解算方法进行了详细的描述,最后给出了多次实测的结果.结果表明,采用天马射电望远镜可以有效标定空间天线的指向,标定误差好于0.05°.该方法的成功实践为今后空间天线的在轨指向标定提供了经验借鉴.     

热点排行

<正>(新闻时段20152015-08-01至20152015-08-15)1我国FAST望远镜装上首个反射单元[核心媒体报道频次:25/30]2日,中国500 m口径球面射电望远镜(FAST)大科学工程的重要部件——第一个拼装检测合格的反射单元,在贵州平塘克度镇FAST工程现场成功吊装。未来数月内,4450个反射单元将拼出30个足球场大的接收面积,以捕捉远在百亿光年外的射电信号。     

一种低信噪比跟踪接收机技术研究

天线口径较小时,接收到卫星信标信号的信噪比较低,跟踪余量较小。为满足小口径动中通天线的跟踪需求,研究了一种适用于低信噪比条件下的跟踪接收机。介绍了其工作原理,并对算法进行了MATLAB仿真,最后进行了FPGA实现。     

未来大型航天器的基础：空间可折展机构

 自1957 年前苏联发射第1 颗人造卫星以来,人类进入太空已经超过半个世纪。从最初的发射人造卫星发展到今天的空间站建造天地往返飞行月球及行星探测等,航天科技的发展一日千里。值得注意的是,现代航天器越来越大型化,国际空间站的长度达到了110 m,总质量超过400 t,其上共有8 个大型太阳电池阵,每个长度达到34 m;美国的地球三维地形观测任务从航天飞机上伸展出60 m 的支撑臂来支撑雷达天线,通过雷达干涉成像获得了精确的三维地形;卫星的星载雷达天线的尺寸也越来越大,为了接收到几万千米以外的雷达信号,往往需要雷达天线的口径达到几十米甚至上百米,美国因拥有星载大口径天线技术而使其卫星通信导航太空侦查技术处于全球霸主地位。     

新疆奇台110米射电望远镜

计划在新疆奇台建设的110米射电望远镜(简称QTT)将位居国际一流大科学装置之列,成为世界最大的全向可转动射电望远镜.QTT在引力波探测、黑洞发现、恒星形成、星系起源等基础科学研究领域将发挥重要作用,并可发展应用于深空探测,如探月工程和火星、金星探测.QTT设计方案考虑多种科学目标的需求,其关键技术包括:大口径天线结构设计技术、天线主动面技术、大惯量机架精密伺服控制技术、超宽带馈源技术、低噪声放大器技术、多波束接收技术等.QTT关键技术的突破与应用,将促进我国信息、精密机械加工和自动控制等工程技术领域的发展.QTT各系统建设将以自主创新为主,通过国际合作引进和采用相关尖端技术完成.     

台址内部设备瞬态干扰引起的110 m射电望远镜近场耦合计算方法

射电望远镜具有高灵敏度和高分辨率的特性,台址内部微弱的电磁干扰会影响其工作状态,增加天文观测难度.本文针对110 m射电望远镜台址内部瞬态辐射干扰引起的近场耦合问题,提出了一种基于偶极子近似和时域物理光学的混合计算方法.首先对台址内部设备瞬态干扰源进行分析,利用偶极子天线理论对近场辐射源进行分析与建模,结合时域物理光学法分析并计算了台址内部干扰源对射电望远镜天线口径面近场的电磁耦合特性,最后结合Feko全波算法验证本文方法的有效性.本文方法为110 m射电望远镜台址内部辐射干扰对天文观测的影响分析提供了理论支撑.     

水平极化移动接收天线的研究与设计

在移动通信领域,移动接收采用垂直极化方式,因此移动接收天线可以采用垂直极化方式的偶板子天线.由于垂直极化天线在水平方向的方向图是全向的,因此可以在相对于发射天线的任何方向上都不改变接收天线的方向性.随着数字电视时代的到来,电视的移动接收成为数字电视的一项重要特征.但是在以往的模拟电视广播中,电视广播信号通常是水平极化的,因此在数字电视的移动接收时,或者需要改变信号发射的极化方式,或者设计一种新的可以用于移动接收目的的接收天线.本文给出一种可以用于接收水平极化信号的移动接收天线的设计方案和理论分析.通过理论分析表明,此种天线可以在移动过程自适应地完成接收水平极化信号的要求.