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.     

给“天眼”安“家”

正我国正在建造的500米口径球面射电望远镜,被誉为"天眼"。它是目前世界上在建的口径最大的单天线射电望远镜,建成后的信号接收面积相当于30个足球场的总面积。射电,是比红外线频率更低的电磁波段。射电望远镜,跟接收卫星信号的天线锅类似,通过"锅"反射聚焦,把几平方米到几千平方米     

射电点源的电离层闪烁

1.序言在地球大气中,无论是对流层还是电离层都存在着许多的不均匀结构。当宇宙射电波通过大气层时,受到这些折射率各不相同的不均匀结构的作用,振幅和相位都要发生一定的变化,从而使得地面上观测到的宇宙射电点源产生闪烁的现象。由于这些不均匀     

射电望远镜之最

正第二次世界大战结束后,射电天文学脱颖而出,世界各国纷纷开始建造射电望远镜,抢占宇宙探索的"领空"。那么,目前世界上都有哪些知名的射电望远镜?1世界最大单孔径射电望远镜1946年,英国曼彻斯特大学就建造了直径为66.5米的固定式抛物面射电望远镜,1957年又建成了当时世界最大的可转动抛物面射电望远镜——76米Lovell望远镜。     

我校研制的四毫米射电辐射计通过鉴定

四毫米射电辐射计(即四毫米射电望远镜的主体)是中国科学院紫金山天文台为发展我国毫米波射电天文学而提出的科研项目.其中心频率为73GHz,工作波长为4.1毫米.该项目对测量太阳射电辐射总强度和大气吸收、高云吸收等研究工作有重要意义.我校无线电系微波教研室的研制小组在接受此项任务后,便进行了严密的方案论证和设计计算.他们在国内四毫米波处于开创阶段的困难条件下,不畏艰难,勇挑重任,克服了器     

110m口径全可动射电望远镜专辑·编者按

<正>射电天文学诞生并发展于20世纪30年代初,为人类认识宇宙打开了一个全新的探测窗口.二次世界大战后,军用雷达被广泛用于民用天文观测,同时,一大批专用于天文研究的射电望远镜也相继建成和运行,使射电天文进入蓬勃发展的黄金期,直接促成了60年代的现代天文学"四大发现"——类星体、脉冲星、星际分子、宇宙微波背景辐射,使得射电天文成为现代天文学最活跃、最前沿的分支.     

射电天文频率保护

本文简要介绍目前射电天文研究和射电望远镜的国内外现状。由于所观测的宇宙信号非常微弱,射电天文观测极易受到主动业务的干扰。根据国际电信联盟的相关频率保护规定,通过设立无线电宁静区,保护射电天文观测免受人工信号的干扰。     

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？     

大口径射电望远镜电磁兼容控制方法

大口径射电望远镜具有极高的系统灵敏度,其建设及运行过程将引入各类电子设备,电磁干扰的有效控制是射电望远镜科学产出的重要保证.本文结合射电天文台址电子设备电磁兼容性要求,分析了现有射电天文领域及其他领域电子设备的主要电磁兼容评估标准及存在的不足,考虑到工程实施的可行性,提出大口径射电望远镜电磁兼容控制方法,涉及台址电子设备所在位置干扰电平限值量化方法、电子设备电磁兼容测量方法和测量要求、屏蔽效能测量方法及测量要求、电子设备电磁兼容控制流程等.该电磁兼容控制方法计划应用于新疆奇台拟建的110 m全向可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope, QTT),确保QTT拥有良好的电磁兼容性.     

国之重器

正介绍:南仁东(1945年2月-2017年9月15日),男,满族,群众,吉林辽源人,中国天文学家、中国科学院国家天文台研究员,曾任FAST工程首席科学家兼总工程师,主要研究领域为射电天体物理和射电天文技术与方法,负责国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜(FAST)的科学技术工作。2017年5月,获得全国创     

FAST的进展——科学、技术与设备

随着射电天文学的发展,高灵敏度的大口径射电望远镜成为射电观测的重要设备.我国正在建设中的500 m口径球面射电望远镜(FAST)将成为世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,它有望在中性氢巡视、脉冲星搜索、国际VLBI网联测及地外生命搜寻等重要前沿领域取得突破.本文介绍了FAST工程概念的提出及望远镜概况,列出了FAST的主要科学目标及早期科学准备,重点叙述了FAST工程在科学、技术与设备方面的最新进展,并对FAST工程的发展做出了展望.     

BL Lac天体Mkn 421射电流量变化周期特性

利用芬兰Metshovi射电望远镜22和37 GHz的观测数据,得到了Mkn 421从1986年1月到2005年1月的历史光变曲线.使用DCF方法进行周期分析,结果表明:(1)Mkn 421在射电22 GHz波段具有约(3.85±0.10)yr的周期,在射电37 GHz波段具有约(4.05±0.10)yr的周期.这两个周期值的平均值为3.95 yr,是Mkn 421的最小周期,Liu等人在光学波段发现的(23.1±1.1)yr的周期可能是这个周期叠加的结果;(2)用Mkn 421在射电22和37 GHz波段的准同时数据得到射电22~37 GHz波段的谱指数,谱指数和射电流量密度之间有较强的相关.     

天体物理学研究的进展

天体物理学是20世纪物理学中发展飞快、意义深远的领域之一,正在完成人类文明史中最艰巨、最宏伟的一个篇章,大大扩展了人类对宇宙的认识。人类对天体的认识首先必须借助于观测,也就是依赖于观测技术的进步。随着天文观测工具的发展,今天的光学望远镜已发展到了5米级。我国北京天文台兴隆站也拥有远东最大的达2.16米口径的望远镜。目前各先进国家正纷纷建造新的一代10米级望远镜,其中最大的到16米。在地球上进行观测,由于隔着大气层,只有两个“窗口”可供使用,即“光学窗口”和“射电窗口”。如果说“光学窗口”在17世纪就已被打开的话,那么“射电窗口”直到本世纪30年代才被打开,今天的精密射电望远镜系统,有效口径已达100米以上,分辨天体的能力达万分之几弧秒。大气层外的天文观测从50年代的高空气     

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。     

大型全可动射电望远镜关键技术研究专辑·编者按

<正>射电天文学诞生的近一百年来在天文领域取得了诸多载入科学史册的成就,突出代表是现代天文学"四大发现"——类星体、脉冲星、星际分子、宇宙微波背景辐射. 21世纪,暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源、生命起源等前沿研究方面仍存在着亟待解决的重大科学问题.天文学已经进入全电磁波观测时代.随着引力波观测窗口的打开,射电天文在引力波探测、引力波天体物理等方面扮演着至关重要的角色,国内外对建设大型射电天文望远镜充满期待.为了展示并总结我国110 m口径全向可动射电望远镜(QTT)的最新成果,我们特别组织"大型全可动射电望远     

南仁东的“天眼”之梦

正一个人的梦想能有多大?大到可以直抵苍穹!一个人的梦想能有多久?久到能够穿越一生!介绍:南仁东(1945年2月-2017年9月15日),中国天文学家、中国科学院国家天文台研究员,曾任FAST工程首席科学家兼总工程师,主要研究领域为射电天体物理和射电天文技术与方法,负责国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜(FAST)的科学技术工作。2017年5月,获得全国创     

基于PE-TDPO的110 m射电望远镜远-近场耦合计算方法

正在新疆奇台建设的110 m全向可动射电望远镜是一个可以接受微弱射电信号的天文设备,台址周围较大范围内存在着数量众多的干扰源会影响其观测精度与效率.本文提出了一种基于抛物方程和时域物理光学法(Parabolic Equation and Time Domain Physical Optics, PE-TDPO)的混合计算方法,以110 m全向可动射电望远镜为研究对象,对台址附近大区域内干扰源信号的传播过程进行建模.在较大地理尺度上对干扰信号从台址远场至近场的电磁耦合特性进行了综合评估,为大型射电望远镜电磁干扰问题处理提供理论依据.本文以通信基站作为典型干扰源,基于数字地图建立射电望远镜台址周围的高精度地形模型,采用抛物方程对干扰信号的远场电波传播进行分析,得到从干扰源处至射电望远镜处的信号传播的路径损耗和传播因子;其次将PE方法计算得出的远场电场值代入TDPO的积分中,得到干扰信号在射电望远镜焦点处的近场耦合特性;最后讨论了远场干扰源特性对射电望远镜的远-近场耦合的影响.     

射电终端发展与110m射电望远镜终端系统

终端系统作为射电望远镜的组成部分,将接收机放大的射电信号作为输入,功能是实现射电信号的数字化和信号处理,并将处理后的数据送入存储设备.数字终端已替代模拟终端成为射电望远镜的标准配置,多功能数字终端系统日趋完善.硬件平台包括现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)、中央处理器(Central Processing Unit,CPU)和集成众核(Many Integrated Core.MIC)等,为数字终端的研制提供了丰富选择.计划在新疆奇台建设的110 m射电望远镜(QiTai Radia Telescope,QTT)设计了L,S,C,K波段宽带/超宽带单波束接收机,L波段相控阵馈源(Phased Array Feed,PAF)和Q,W波段传统多波束接收机,需研制匹配的超宽带数字终端系统.本文在综述了射电望远镜终端系统的发展和国内外现状基础上,构思和讨论了采用开放FPGA平台+GPU集群为基础的QTT终端系统的设计方案和研制思路.     

脉冲星衍射式闪烁观测研究进展

介绍脉冲星星际闪烁效应产生的机制,简要描述衍射式闪烁的观测研究方法,并总结了近些年衍射式闪烁观测研究的进展,主要包含使用闪烁效应限制星际介质电子密度涨落谱、估算脉冲星切向速度、分辨脉冲星射电辐射区尺度、获取脉冲星双星轨道参数、搜索脉冲星的非脉冲射电辐射等,以及总结了国内一些射电望远镜对脉冲星闪烁观测研究工作及FAST观测预期.     

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.