基于MARK5B+DSPSR的基带数字脉冲星观测系统

云南天文台射电天文研究团组采用40 m射电望远镜以及数字基带转换器(Digital Base Band Conveter,DBBC)数据采集终端、Mark5B记录系统和DSPSR(The Digital Signal Processing for Pulsars)软件包实现对脉冲星观测数据的相干消色散处理的脉冲星观测系统。该系统对PSR J0835-4510和PSR J0332+5434进行观测,采用DSPSR软件包对脉冲星观测处理,还可以生成PSRFITS格式的数据。观测频段选用S波段右旋圆极化信号,分别实现了2通道总带宽为4 MHz、4通道总带宽为16 MHz、8通道总带宽为128 MHz的观测和数据处理。构建以DSPSR为数据处理核心的脉冲星观测系统,比DBBC+Mark5B的观测系统在数据处理方法、运算效率和观测数据的通用性方面具有更好的优越性。

PSR J0835-4510单脉冲的观测研究

利用中国科学院国家授时中心昊平观测站40 m射电望远镜,在L波段对Vela脉冲星(PSR J0835-4510)进行了单个脉冲观测研究.在56 min的观测数据中,共观测到38040个单脉冲.探测到观测时间内辐射的所有单脉冲信号,其中单脉冲的半峰线宽(half-maximum line width,W_(50))值分布范围为0.52-3.3 ms,平均值为1.5 ms,小于积分脉冲轮廓的W_(50)(1.9 ms);单脉冲信噪比(signal-noise ratio,S/N)分布范围为6.8-495,平均S/N值为32.4.约58%单脉冲的峰值相位提前于积分脉冲轮廓峰值相位到达,最早提前2.3 ms.用对数正态分布拟合单脉冲的辐射能量累积分布,平均值为μ=-0.02,标准差ó=0.28.在脉冲星辐射窗口的前沿区域,探测到1个普通单脉冲,该单脉冲的S/N是47.4.本次共探测到69个S/N大于5倍单脉冲S/N平均值的强脉冲,这些强脉冲较窄,W_(50)值分布范围为0.52-1.04 ms,相位集中分布在平均脉冲轮廓的上升沿附近.探测到了23个具有双峰结构的单脉冲,主峰和次峰分布在不同的辐射区域.通过对不同类型单脉冲的折叠脉冲轮廓研究,发现强单脉冲和双峰单脉冲对平均脉冲轮廓的影响不同.

基于DBBC+Mark 5B记录系统的脉冲星观测

2009年11月,云南天文台射电天文研究团组采用40 m射电望远镜以及基于DBBC(Digital Base Band Conveter)和Mark 5B的VLBI记录系统对PSR J0835-4510和PSRJ0332+5434进行了观测。观测选用S波段右旋圆极化信号,起始频率为2 206.99 MHz,总带宽为32 MHz。对数据进行相干消色散和平均后,得到PSR J0332+5434的单脉冲图像和两颗脉冲星的平均脉冲轮廓。由平均轮廓的展宽随时间的变化关系,对脉冲星的视周期作了一定修正后,得到信噪比更高的平均轮廓图。最后对轮廓的信噪比随时间的变化作了初步分析,由此可了解整个系统在观测时的稳定性。

相干消色散脉冲星观测系统的研究

云南天文台射电天文研究团组利用从美国伯克利大学CASPER天文信号与电子学研究中心购买的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)接收机平台ROACH2,实现了512 MHz输入带宽,512 MHz带宽分为128通道输出(每个通道4 M带宽),8比特采样和双极化输入(1 024 MHz)的基带数据采集终端。海量数据传输方式通过SFP+万兆网口实现,利用编写的脚本文件调用DSPSR程序包实现数据的解码、相干消色散、偏振计算和折叠等处理。数据处理结果以PSRFITS格式存储。构建以ROACH2为基带数据采集终端和DSPSR为数据处理核心的脉冲星观测系统,相比于以VLBI观测终端为基础构建的观测系统,在观测模式、数据处理方法、运算效率和观测数据的通用性等方面具有更好的优越性。