FAST主反射面自动控制系统

500m口径球反射面射电望远镜FAST将是国际上最大、最灵敏的射电天文望远镜.利用贵州喀斯特洼坑作为台址,在洼坑内铺设500m球冠状反射面,通过主动控制形成抛物面以汇聚电磁波.针对FAST主动反射面自身的特点,提出了主动反射面节点运动控制的总体策略并推演了控制算法,完成模型控制实验.实验结果表明该套控制系统实现了FAST主动反射面形变要求,达到了要求的精度,可作为将来FAST原型主反射面控制的可选方案之一.     

大型射电望远镜主动反射面控制(英文)

针对13.7m毫米波望远镜的特点提出一种新型主动反射面的控制方法,消除重力、温度、湿度和风力等对主反射面的影响,从而提高大型射电望远镜的分辨率、灵敏度和观测效率,设计了一种CAN/ethernet协议转换器,实现CAN中大量位移促动器与其在工业以太网中的主机的通信,通过光电编码器的反馈闭环控制位移促动器的驱动电机,大大提高了反射面的控制精度.     

数字摄影测量在FAST射电望远镜反射面单元测量中的应用

FAST(Five-hundred-meter Aperture Sphencal radio Telescope)射电望远镜是当前世界上最大,性能最优越的射电望远镜。由反射面单元组成的射电望远镜反射面的性能直接决定了射电望远镜的性能,因此反射面单元是射电望远镜的核心部件。反射面单元性能主要取决于反射面单元的面型精度,反射面单元面型精度的保证,必须有可靠的精度测量保证。数字摄影测量方法具有精度高、非接触测量和便携等特点。     

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.     

EPICS应用于FAST主反射面控制系统的研究

500米口径射电望远镜FAST主动反射面的控制是望远镜工程建设的重要部分,本文在介绍了实验物理与工业控制系统（EPICS）架构的相关技术后,提出将EPICS架构应用到FAST主动反射面控制系统中的设计思想和控制方案。并针对FAST密云30米模型主动反射面控制,进行了基于EPICS架构的系统开发,详细介绍了软硬件的设计结构和内容,为FAST原型主反射面控制以及其他系统的控制提供了基于EPICS架构的参考依据。     

景东120 m口径全可动脉冲星射电望远镜

云南天文台将在云南省普洱市景东县(东经101.0°北纬24.5°)建设120 m口径全可动脉冲星专用射电望远镜(Jingdong Radio Telescope, JRT),工作频率覆盖0.1–10 GHz (3 m–3 cm), JRT建成后将成为世界上最大的单口径全可动中低频射电望远镜.本文主要介绍JRT的科学目标和关键技术,其中科学目标包括:(1)以对全天90%以上最稳定毫秒脉冲星实施长期、高时间密度、高精度的计时观测为手段,开展脉冲星时间基准体系建设和纳赫兹低频引力波探测研究;(2)在脉冲星物理、快速射电暴、引力检验、黑洞及周围物理、VLBI天体测量等领域开展科学研究;(3) JRT还将服务于脉冲星导航、深空探测、空间目标监测等领域的国家战略需求. JRT研制关键技术包括:大口径天线结构设计技术、超宽带馈源技术、低温制冷接收机技术和多功能数字后端等. JRT的建设将促进我国在大型机械设计和制造、自动控制、低温电子和系统集成等工程技术领域的发展,建成后将有助于中国在射电天文领域获得重大科学产出.     

大射电望远镜反射面支承张拉结构非线性分析

根据大射电望远镜 (FAST)反射面系统的要求 ,引入一种新颖轻巧的反射面支承结构方案———张拉整体体系 .通过对多种方案张拉结构体系的承载性能、变形特性、对促动器系统影响的分析以及与传统刚性结构体系(网壳 )的比较 ,并经过反复优化计算 ,确定了张拉整体体系支承结构方案 .计算结构表明 ,用于反射面支承结构的张拉整体体系比网壳结构自重轻约 72 .5 % ,结构作用于促动器的反力减小约 78.5 % .张拉整体体系是一种适合于大射电望远镜的合理的轻型支承结构     

500 m口径主动球面望远镜反射面支撑结构分析

根据望远镜主动反射面的变形及运动要求,提出了反射面支撑结构体系设计方案,通过地承载能力及正常工作状态的详细设计计算,说明了该结构体系的受力、变形、构造及经济合理性,并分别给出了采用钢结构体系及铝合金结构体系的力学性能、变形特点耐久性及经济指标。     

巨型射电望远镜缩尺模型安装定位及变形测量

根据射电望远镜安装背架、促动器及主动反射面铝板的精度要求,提出了安装定位的测量方案;通过对射电望远镜模拟装置的安装定位及模拟运行的性态检测,说明了其有效性,证明了该方案作业简便,精度较高,成果可靠。     

能看清黑洞细节的太空射电望远镜

俄罗斯科学家试图揭开遥远太空天体——黑洞最神秘的面纱，他们建造了一架能观看到宇宙最深处的射电望远镜。     

基于寻源与跟踪“FAST”主动反射面的形状调节

将反射面调节为工作抛物面是FAST主动反射面技术的关键,通过分析FAST主动反射面的工作特点,发现反射面变位成工作抛物面是通过促动器连接下拉索控制索节点实现的。在反射面板调节约束下,利用寻源与跟踪得到反射面实施调节到理想抛物面位置的数学刻画、建立模型,使得该工作抛物面尽量贴近理想抛物面,从而获得天体电磁波经反射面反射后的最佳接收效果。     

基于数据驱动的FAST主动反射面调节优化模型

针对500 m口径球面射电望远镜(five-hundred-meter aperture spherical radio telescope, FAST)的主动反射面调节问题,利用旋转抛物面在三维空间中的定义建立了一个对任意天体角度均适用的工作抛物面方程,该方法不同于以往的坐标旋转的方法。利用反射面板重心点作为反射点,将反射接收比定义为能把光线反射到馈源舱被其接收的面板数量与300 m口径工作抛物面下总面板数量的比值。结合主索节点径向伸缩距离、边界平稳过度和邻接距离变化幅度三个约束条件,以接收比最大化作为目标函数,建立了一个工作抛物面优化模型,并利用节点数据和模拟退火算法对其进行求解,得到了工作理想抛物面。选用两组天体角度进行实例分析,结果显示调节后的接收比增大12.82%,并给出了工作主索节点的部分径向调节方案。本研究为FAST对于任意天体角度的变形提供了一种新的建模方法,也对馈源舱反射接收比提出了一种新的计算方式。     

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.     

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。     

射电望远镜选址中广播信号传输衰减的测量与分析

本文主要针对国家天文台乌鲁木齐天文站80米射电望远镜预选站址的电磁环境实测数据,参考国际GB/T14617.2-93与Deygout模型对传播衰减进行测量与验证。介绍了广播信号山地传输衰减的测量方法,结合实际监测给出了可行的测量方案,传播模型验证与测量结果分析。     

FAST背架样机刚度实验分析

五百米口径球面射电望远镜(Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)将会成为世界上最大的单口径射电望远镜.FAST有三个创新性的工程概念,其中之一就是提出了主动反射面的概念.背架结构是反射面单元中连接主索网和面板的支撑结构.三种方案的背架结构样机已经设计和制造出来:单层弦支结构、单层网架结构和空间三角锥网架结构.三种样机的刚度实验,分别进行了不同背架结构在相同外力荷载下的实验位移变形比较,背架结构在外力荷载下位移变形的实验值和仿真值比较,以及在不同温度荷载下位移变形的比较.实验得到了背架样机的刚度特性,验证了仿真的设计和优化,也对FAST 背架原型设计提供了参考.     

大射电望远镜FAST馈源支撑两级调整机构联调机理分析

从运动学的角度分析了大射电望远镜FAST馈源支撑系统两级调整机构的联调机理,并运用空间矢量工具推导了运动学控制的数学模型.此外,还给出了精调控制方案、Stewart精调机构的控制策略、硬件结构和软件流程,并对总体控制系统做了说明.联调机理分析对实现FAST馈源支撑系统联调方面做了一次有益的探索,有助于FAST研究工作的进展.     

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。     

FAST:遥望百亿光年外

正人类生存的这个世界是怎样产生的?它的尽头在哪里?宇宙中是否有我们的同类?这些谜题的答案,也许,FAST能告诉我们茫茫宇宙浩瀚神秘,人类生存的这个世界是怎样产生的?它的尽头在哪里?宇宙中是否有我们的同类?这些谜题长久以来一直困扰着人们。那么,谜底究竟在哪里?也许,FAST能告诉我们。     

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.