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高灵敏度太赫兹探测模块低温杜瓦设计及力热特性研究 被引量:2
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作者 张坤 姚骑均 +6 位作者 刘冬 姚明 李婧 张文 刘彦杰 全加 史生才 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期15-24,共10页
高灵敏度太赫兹探测模块(High Sensitivity Terahertz Detection Module,HSTDM)是中国空间站巡天望远镜的科学载荷之一,主要开展太赫兹天文观测任务.该模块的核心是工作在10 K温区的氮化铌超导隧道结(Superconductor-Insulator-Supercon... 高灵敏度太赫兹探测模块(High Sensitivity Terahertz Detection Module,HSTDM)是中国空间站巡天望远镜的科学载荷之一,主要开展太赫兹天文观测任务.该模块的核心是工作在10 K温区的氮化铌超导隧道结(Superconductor-Insulator-Superconductor,SIS)混频器,其低温制冷条件由满足空间应用的两级脉冲管制冷机提供.能最大限度减小制冷机热负载的低温杜瓦是实现这一空间10 K温区制冷环境的关键部件,且需要适应火箭发射力学振动环境.主要介绍了这一专用低温杜瓦的结构设计、力学特性仿真分析与试验测试以及热特性仿真分析.低温杜瓦的基频为189.36 Hz,力学分析结果表明内部支撑结构最大应力小于材料的屈服应力,振动试验结果表明低温杜瓦结构能够适应力学环境.低温杜瓦内部结构对制冷机一级冷端的漏热量为1800 mW,对二级冷端的漏热量为20.6 mW,均小于制冷机的制冷量,热分析结果表明低温杜瓦支撑结构的热设计满足隔热要求.力热特性研究结果表明该低温杜瓦设计能够满足太赫兹探测模块的空间应用需求. 展开更多
关键词 空间飞行器:仪器 射电天文:太赫兹 技术:超导 低温杜瓦 力学 热设计
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高灵敏度太赫兹探测模块氮化铌超导SIS混频器空间环境适应性研究 被引量:1
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作者 张坤 姚明 +4 位作者 刘冬 刘博梁 李婧 姚骑均 史生才 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期188-192,共5页
高灵敏度太赫兹探测模块(High Sensitivity Terahertz Detection Module,HSTDM)是中国巡天望远镜的科学载荷之一。HSTDM是一台工作频段为410~510 GHz的高灵敏度高频率分辨率的外差混频接收机,其核心是工作在10 K温区的氮化铌(NbN)基超... 高灵敏度太赫兹探测模块(High Sensitivity Terahertz Detection Module,HSTDM)是中国巡天望远镜的科学载荷之一。HSTDM是一台工作频段为410~510 GHz的高灵敏度高频率分辨率的外差混频接收机,其核心是工作在10 K温区的氮化铌(NbN)基超导隧道结(Superconductor-Insulator–Superconductor,SIS)混频器。HSTDM将首次实现氮化铌(NbN)基超导SIS混频器的空间应用。NbN基超导SIS混频器应适应空间环境的特殊要求,如高可靠性,对振动、宇宙辐照和热变化的适应性。对NbN基超导SIS混频器进行的鉴定试验测试,包括正弦振动试验、随机振动试验、单粒子辐照试验、总剂量辐照试验和热循环试验。研究结果表明氮化铌(NbN)基超导SIS混频器能够满足HSTDM的空间应用需求。 展开更多
关键词 太赫兹 超导 超导隧道结(Superconductor-Insulator-Superconductor SIS)混频器 空间适应性
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高性能超导相变边缘单光子探测器(特邀)
3
作者 李佩展 钟家强 +7 位作者 张文 王争 耿悦 姚骑均 缪巍 任远 李婧 史生才 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-9,共9页
研究了钛膜的特性及调控机制,通过烘烤后处理工艺分析了临界温度随烘烤时间和烘烤温度的变化关系,发现临界温度随烘烤时间对数降低,但是随烘烤温度指数降低。拓展了二流体模型提取了超导相变边缘单光子探测器的温度灵敏度系数和电流灵... 研究了钛膜的特性及调控机制,通过烘烤后处理工艺分析了临界温度随烘烤时间和烘烤温度的变化关系,发现临界温度随烘烤时间对数降低,但是随烘烤温度指数降低。拓展了二流体模型提取了超导相变边缘单光子探测器的温度灵敏度系数和电流灵敏度系数,并结合脉冲响应得到了器件的热容,进一步理论计算了能量分辨率对器件临界温度的依存性。最终,在器件制备过程中集成光学腔体,在1550 nm波长的光子吸收效率接近100%。研制的超导相变边缘单光子探测器系统探测效率超过90%,能量分辨率约为0.5 eV,可分辨至少10个1550 nm光子,满足快速时变天体的观测需求。 展开更多
关键词 相变边缘探测器 单光子探测 能量分辨率 量子效率
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超导SIS混频器空间应用发射锁定机构热胀特性测量研究
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作者 张碧澄 林镇辉 姚骑均 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期58-67,共10页
高灵敏度太赫兹探测模块(High Sensitivity Terahertz Detection Module,HSTDM)是中国空间巡天望远镜--巡天光学设施的后端模块之一,其核心探测器采用可工作于10K温区的氮化铌超导SIS(Superconductor Insulator Superconductor)混频器.... 高灵敏度太赫兹探测模块(High Sensitivity Terahertz Detection Module,HSTDM)是中国空间巡天望远镜--巡天光学设施的后端模块之一,其核心探测器采用可工作于10K温区的氮化铌超导SIS(Superconductor Insulator Superconductor)混频器.超导SIS混频前端的锁定机构在力学和热学方面需相应的特殊设计,以应对发射阶段的力学振动以及工作运行阶段的隔热要求.为了确认在80K温区锁定机构与混频器前端有效分离,针对超导SIS混频前端发射锁定机构所用特氟龙材料热胀特性,开展基于低温LVDT(Linear Variable Differential Transformer)测量和标记划痕法测量以及两种测量方法交叉验证.LVDT实验测量结果表明特氟龙材料收缩率随温度变化与理论模型基本一致,在80K测得材料收缩率为1.86%.据此分析,超导SIS混频前端锁定机构在\lk 80K温度下可与10K冷级的超导SIS混频前端实现有效分离. 展开更多
关键词 空间飞行器:仪器 技术:低温杜瓦 材料热胀特性
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冷湖赛什腾山天文台址RFI测量
5
作者 张海龙 姚骑均 +8 位作者 孙继先 逯登荣 段文英 巨秉刚 张旭国 李积斌 马奎 李振强 林镇辉 《青海科技》 2023年第3期23-30,共8页
冷湖地区因干旱少雨、晴天数多、云量覆盖少等特点,引起了天文学家的高度关注。2018年开始在冷湖赛什腾山开展光学视宁度测量,几年测量结果表明赛什腾山光学台址特性可比肩世界著名光学台址。为进一步了解赛什腾天文台址的电磁环境特性... 冷湖地区因干旱少雨、晴天数多、云量覆盖少等特点,引起了天文学家的高度关注。2018年开始在冷湖赛什腾山开展光学视宁度测量,几年测量结果表明赛什腾山光学台址特性可比肩世界著名光学台址。为进一步了解赛什腾天文台址的电磁环境特性,开展了无人值守无线电干扰RFI(Radio Frequency Interference)测量设备的研制以及在赛什腾山天文台址的电磁环境监测。文章主要介绍基于研制的0.1~18 GHz频段RFI测量系统,在冷湖赛什腾山天文台址规划D点(海拔4055 m)开展为期超过一年的RFI测量,以及测量结果的评估。 展开更多
关键词 冷湖 天文台址 RFI测量
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关于确认太阳射电精细结构的几个问题
6
作者 姚骑均 秦志海 《天文学报》 CSCD 北大核心 1995年第2期188-192,共5页
本文主要讨论了太阳射电快速观测记录中可能存在的几种非太阳因素,分析或定量估计了它们的影响.这些因素主要来自天线跟踪效应、接收机增益起伏效应以及地球大气吸收、折射等.估计、分析这些效应对确认太阳射电爆发中的精细结构现象... 本文主要讨论了太阳射电快速观测记录中可能存在的几种非太阳因素,分析或定量估计了它们的影响.这些因素主要来自天线跟踪效应、接收机增益起伏效应以及地球大气吸收、折射等.估计、分析这些效应对确认太阳射电爆发中的精细结构现象是有益的. 展开更多
关键词 太阳 射电爆发 精细结构 太阳活动
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用于射电天文数字频谱仪的新进展 被引量:4
7
作者 林镇辉 姚骑均 杨戟 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2008年第2期175-183,共9页
根据在射电天文频谱观测中出现的新需求,介绍了近年来数字技术的新进展.达到GHz采样速率的多位高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)、海量数字处理芯片现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)以及运行在这... 根据在射电天文频谱观测中出现的新需求,介绍了近年来数字技术的新进展.达到GHz采样速率的多位高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)、海量数字处理芯片现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)以及运行在这些芯片上的并行快速傅里叶变换知识产权(Fast Fourier Transform Intellectual Property,FFT IP)内核,结合高性能数据总线的系统集成,为射电天文构建新型FFT频谱仪提供了可能的技术选择.与现有其他类型频谱仪相比,集成了这些新技术的数字型FFT频谱仪有更大的带宽、更高的谱分辨率、更高的动态范围和整体稳定性,此类频谱仪的出现显示了射电频谱技术已经进入了新一代数字技术应用的阶段. 展开更多
关键词 天文观测设备与技术 射电频谱仪 模数转换器 现场可编程门阵列 IP内核 实时FFT PCI总线
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“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”重大专项实施进展 被引量:1
8
作者 吴雪峰 邓李才 +3 位作者 姚骑均 周秉荣 田才让 杨戟 《青海科技》 2022年第3期31-45,共15页
天文学是孕育重大原创发现的前沿科学,也是推动科技进步和创新的战略制高点。作为一门以观测为基础的自然科学,地基光学/红外和射电观测依然是现阶段天文学研究的主要手段之一。我国现代天文学经过百年发展,取得了许多重要进展。然而我... 天文学是孕育重大原创发现的前沿科学,也是推动科技进步和创新的战略制高点。作为一门以观测为基础的自然科学,地基光学/红外和射电观测依然是现阶段天文学研究的主要手段之一。我国现代天文学经过百年发展,取得了许多重要进展。然而我国天文观测研究一方面缺乏大口径的光学/红外、亚毫米波毫米波望远镜,另一方面过去的天文台址大多分布在人口稠密、低海拔、潮湿多雨的地区,台址质量很难达到运行大科学装置的国际一流天文台址的要求,严重制约了我国天文学发展。青海省位处青藏高原北部,海拔高、气候干燥、光污染低,极可能有理想的天文观测台址。2017年,青海省海西州人民政府和中国科学院国家天文台、中国科学院紫金山天文台、西华师范大学共同合作开展青海冷湖地区的光学天文选址工作。为满足中长期中国天文大科学装置布局的需求,促进天文大科学装置落地青海,青海省科技厅在2019年4月与中国科学院紫金山天文台、国家天文台签订合作协议,同年6月启动了重大科技专项“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”。在青海省政府的大力支持下,重大专项顺利推进。本文将介绍重大科技专项在冷湖及周边地区光学台址监测、射电多波段台址遴选与监测、天文台址大气与地理地质环境监测与综合分析、时域天文先导科学研究等四个方面取得的进展。根据重大专项执行至今的结果显示,冷湖赛什腾山具有与世界一流光学天文台址媲美的台址条件,雪山牧场在观测季具有与当前国际最佳亚毫米波台址相当的可沉降水汽含量,初步表明青海省具备天文大科学装置落户的台址支撑条件,在天文学等相关研究领域具有巨大的发展潜力。 展开更多
关键词 柴达木盆地 冷湖 赛什腾山 雪山牧场 光学/红外天文 毫米波与亚毫米波天文 台址遴选与监测 天文大科学装置
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太阳短厘米波段射电脉动形态的对称性分析
9
作者 黄光力 秦志海 姚骑均 《天文学报》 CSCD 北大核心 1993年第3期273-278,共6页
本文着重对太阳短厘米波段射电脉动的对称性进行了统计分析.首先从理论上证明脉动下降时标和上升时标之间具有近似的正比关系,从而预期下降时标反比于爆发流量,下降阶段的调制度正比下降时标而反比于爆发流量等,并为1990年3月19日南京大... 本文着重对太阳短厘米波段射电脉动的对称性进行了统计分析.首先从理论上证明脉动下降时标和上升时标之间具有近似的正比关系,从而预期下降时标反比于爆发流量,下降阶段的调制度正比下降时标而反比于爆发流量等,并为1990年3月19日南京大学3厘米脉动的统计结果所证实.进一步研究发现,无论脉动上升阶段和下降阶段的时标,调制度及R-S关系的斜率U均有系统的差别,表明脉动波形确实具有一定的不对称性.因此,上述脉动可能是由某种不稳定辐射机制所产生. 展开更多
关键词 精细结构 对称性 太阳射电爆发
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3厘米波段太阳射电爆发中精细结构的特征
10
作者 秦志海 黄光力 姚骑均 《天文学报》 CSCD 北大核心 1997年第1期34-41,共8页
本文扼要介绍南京大学天文系3厘米波段在1989-1992年间观测射电精细结构的结果,指出该波段存在三种类型的精细结构,并简要讨论它们可能的产生机制.
关键词 太阳 射电爆发 精细结构
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1997年3月9日日全食8.6mm波段射电观测
11
作者 吴洪敖 周树荣 +3 位作者 查德元 姚骑均 许富英 秦志海 《天体物理学报》 CSCD 1999年第1期97-103,共7页
1997年3月9日日全食8.6mm波段射电观测资料的分析表明:8.6mm波段射电太阳的半径为1.012R,总流量为2540sfu(1sfu=10-22W/m2Hz),日面平均亮温度为9632K,径向亮温度分布,在日面... 1997年3月9日日全食8.6mm波段射电观测资料的分析表明:8.6mm波段射电太阳的半径为1.012R,总流量为2540sfu(1sfu=10-22W/m2Hz),日面平均亮温度为9632K,径向亮温度分布,在日面光学边缘内侧0.936-0.992R处,存在临边增亮,平均增亮幅度相对于日面中心为9.7%. 展开更多
关键词 日全食 毫米波 亮温度分布 波段射电观测
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冷湖周边亚毫米波天文台址遴选踏勘进展
12
作者 林镇辉 姚骑均 +4 位作者 巨秉刚 孙继先 逯登荣 张旭国 李积斌 《青海科技》 2022年第4期43-48,共6页
优质的亚毫米波天文台址可有效提升亚毫米波天文望远镜的观测性能。由于受地球大气水汽吸收强烈影响,亚毫米波天文台需具备高海拔、低温、低大气水汽含量等台址条件。依据卫星气象再分析数据,以及海西州冷湖周边高海拔的地势条件和干旱... 优质的亚毫米波天文台址可有效提升亚毫米波天文望远镜的观测性能。由于受地球大气水汽吸收强烈影响,亚毫米波天文台需具备高海拔、低温、低大气水汽含量等台址条件。依据卫星气象再分析数据,以及海西州冷湖周边高海拔的地势条件和干旱、寒冷气候条件,在青海省遴选出三个亚毫米波天文候选台址。文章主要介绍亚毫米波天文台址条件需求、台址遴选和踏勘以及现场考察结果。 展开更多
关键词 冷湖周边 亚毫米波天文 台址遴选
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用外差混频和直接检波方法测量亚毫米波连续波源的频谱(英文) 被引量:4
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作者 申小芳 姚骑均 +1 位作者 林镇辉 史生才 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期321-323,327,共4页
在亚毫米波频段,表征信号源的频谱特性是一项重要工作.用外差混频和直接检波(傅里叶变换频谱仪,FTS)两种方法测量一个亚毫米波连续波源(采用锁相技术且可在460~520GHz范围内调频)的频谱.500~GHz频段超导SIS隧道结在外差混频方法里用... 在亚毫米波频段,表征信号源的频谱特性是一项重要工作.用外差混频和直接检波(傅里叶变换频谱仪,FTS)两种方法测量一个亚毫米波连续波源(采用锁相技术且可在460~520GHz范围内调频)的频谱.500~GHz频段超导SIS隧道结在外差混频方法里用作混频器,而在直接检波方法里作为直接检波器.并对两种方法得到的结果进行了比较. 展开更多
关键词 频谱 亚毫米波源 外差混频 直接检波 傅里叶变换频谱仪
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羊八井460 GHz大气不透明度的测量 被引量:3
14
作者 周明峰 姚骑均 +2 位作者 李升 罗志全 杨戟 《天文学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期62-72,共11页
为了解羊八井观测站的亚毫米波观测条件,使用移动式亚毫米波望远镜(Portable Submillimeter Telescope,POST)测量了羊八井观测站460 GHz波段天顶方向大气不透明度.观测结果表明,羊八井观测站的460 GHz波段天顶方向大气不透明度的四分位... 为了解羊八井观测站的亚毫米波观测条件,使用移动式亚毫米波望远镜(Portable Submillimeter Telescope,POST)测量了羊八井观测站460 GHz波段天顶方向大气不透明度.观测结果表明,羊八井观测站的460 GHz波段天顶方向大气不透明度的四分位数为1.25、1.42、1.63,观测时间段内大气不透明度τ_0≤1.0的时间比例约占3.4%.将此次观测结果与国际现有优秀亚毫米波台址比较,分析了影响亚毫米波不透明度的可能原因. 展开更多
关键词 地球 行星与卫星 大气 不透明度 亚毫米波 选址
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基于钛相变边缘传感器的超导单光子探测器特性 被引量:2
15
作者 耿悦 钟家强 +7 位作者 李佩展 张文 王争 周康敏 任远 缪巍 姚骑均 史生才 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期678-684,共7页
研究了基于钛TES的超导单光子探测器的特性,器件尺寸范围为5μm×5μm到20μm×20μm,集成光学腔体后在1550 nm波长实测的系统探测效率最高达到72%,最佳能量分辨率为0.26 eV。在此基础上,采用二流体模型提取了基于钛TES的超导... 研究了基于钛TES的超导单光子探测器的特性,器件尺寸范围为5μm×5μm到20μm×20μm,集成光学腔体后在1550 nm波长实测的系统探测效率最高达到72%,最佳能量分辨率为0.26 eV。在此基础上,采用二流体模型提取了基于钛TES的超导单光子探测器的特性参数(包括温度灵敏度、电流灵敏度、热容等),并模拟计算了基于钛TES的超导单光子探测器的响应时间和能量分辨率,与实验结果完全吻合。结果表明优化探测器尺寸和临界温度,可以同时达到高探测效率和高能量分辨率,实现光子数可分辨的高性能单光子探测器。 展开更多
关键词 相变边缘传感器(Transition-Edge Sensor TES) 单光子探测器 二流体模型 能量分辨率
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超导SIS结偏置源电路的设计
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作者 刘天飞 康琳 +1 位作者 姚骑均 吉争鸣 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期36-39,共4页
针对超导SIS隧道结器件的传输特性,设计和制备了为超导SIS器件提供直流偏置的电路,该偏置源电路采用恒压源与恒流源合二为一的技术,恒压源采用了电压深度负反馈设计,恒流源采用了电流反馈法。并用MULTISIM10对电路进行仿真和参数验证。... 针对超导SIS隧道结器件的传输特性,设计和制备了为超导SIS器件提供直流偏置的电路,该偏置源电路采用恒压源与恒流源合二为一的技术,恒压源采用了电压深度负反馈设计,恒流源采用了电流反馈法。并用MULTISIM10对电路进行仿真和参数验证。利用该偏置源对SIS结进行供电实测,取得了良好效果。实现了高稳定度、高精度、低噪声的电路设计。 展开更多
关键词 偏置源 深度负反馈 超导SIS器件 电路设计
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Noise Behaviour of a THz Superconducting Hot-Electron Bolometer Mixer
17
作者 张文 李宁 +11 位作者 蒋玲 缪巍 林镇辉 姚骑均 史生才 陈健 吴培亨 S.I.Svechnikov Yu. B. Vachtomin S. V. Antipov B. M. voronov G. N. Gol'tsman 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2007年第6期1778-1781,共4页
一个伪光的超导的 NbN 热电子的幅射热测定器(HEB ) 混合器为 THz 协调察觉者的噪音温度的频率依赖的理解在 0.5-2.5 THz 的频率范围被测量。当考虑 high-frequencycurrent 的不一致的分发时,噪音温度与频率增加主要由于在伪光的平面... 一个伪光的超导的 NbN 热电子的幅射热测定器(HEB ) 混合器为 THz 协调察觉者的噪音温度的频率依赖的理解在 0.5-2.5 THz 的频率范围被测量。当考虑 high-frequencycurrent 的不一致的分发时,噪音温度与频率增加主要由于在伪光的平面天线和超导的 HEB 桥之间的联合损失,这被发现了。与改正的联合损失,超导的 HEB 混合器表明将近独立于频率的噪音温度。 展开更多
关键词 热电子 电子辐射 噪声行为 声学
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Some New Observing Features of a Solar Radio Spectral Event on August 25,1999
18
作者 许富英 刘玉英 +3 位作者 姚骑均 傅其骏 孟璇 吴洪敖 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2000年第11期850-852,共3页
A broadband solar radio type III burst was observed on August 25,1999 at Purple Mountain Observatory with waveband of 4.5-7.5 GHz.It was also observed at Beijing Astronomical Observatory with waveband of 5.2-7.6 GHz.T... A broadband solar radio type III burst was observed on August 25,1999 at Purple Mountain Observatory with waveband of 4.5-7.5 GHz.It was also observed at Beijing Astronomical Observatory with waveband of 5.2-7.6 GHz.Therefore,it is the first common spectral event observed in China.The type III bursts are gathered into more than 10 groups and drift in opposite directions,but the reverse drifting prevails.The largest bandwidth of type III burst reaches≥3 GHz and may be the broadest bandwidth of the reverse type III burst ever observed up to the present.Some new observing characteristics of fine structures are found,for example,fiber-like,V-shaped and neck-ring-like structures.Especially,the neck-ring-like structure is probably first discovered in cm waveband and may be the evidence of twisted rope of magnetic lines. 展开更多
关键词 SOLAR TWISTED SHAPED
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