关于太阳厘米—分米波段频谱日像仪研究进展

在无线电波段进行射电观测是研究太阳的一个十分重要的手段,不同波段的无线电波反映出不同的特性和状态,其辐射频率与环境参数密切相关。当探测出某一频率上的无线电辐射后,即可诊断源区的电子密度或磁场。因此,建设厘米-分米波段频谱日像仪将首次在该波段上实现同时以高空间、高时间和高频率分辨率观测太阳活动的动力学性质,探测日冕大气,对于太阳物理研究具有重要作用。本文介绍该项目的科学意义、技术方案及预研进展情况。

明安图射电频谱日像仪高频阵模拟接收机研制

介绍了明安图射电频谱日像仪高频阵模拟接收机总体设计方案和研制情况,详细说明所采用的光传输、温控、滤波、LTCC等技术以及针对射电日像仪阵列特别采取的可靠性保证措施。经过全面的系统指标测试和幅、相稳定性温度环境测试,结果表明模拟接收机系统的性能、功能和稳定性等指标满足总系统的设计要求。

基于立体方向图和十字跟踪扫描法校准天线指向

针对明安图射电频谱日像仪(Mingantu spectral radioheliograph, MUSER)天线高指向精度动态跟踪要求,同时为降低非理想因素对复杂系统天线指向测量影响,提出校准天线指向的组合方法.先用网格法测量天线的双圆极化多频率通道立体方向图定性评估系统测量链路状态,后对太阳运行轨道进行十字跟踪扫描测量天线指向偏差,再用最小二乘法拟合获得天线指向模型的8个参数.国家天文台明安图观测基地的2台20 m地平式天线将在MUSER系统观测和校准中起重要作用.对20 m天线跟踪指向进行了校准,指向偏差均方根从12'改善到4.4',验证了方法的可行性,为类似复杂系统的相关工作提供了借鉴和参考.

世界各国日像仪主要性能比较

本文是世界各国日像仪的天线阵性能汇集,包括日、俄、法、中、美等专用日像仪及美国、印度、巴西等兼作日像仪的天线阵,列出了几个典型天线阵列排列及接收系统。附录中列出了等口径及不等口径天线阵列的灵敏度及动态范围计算公式,同时列出了视场、角分辨率等公式。便于读者自行分析,计算,比较各天线阵列性能。

用于双天线干涉实验的数字相关接收机

介绍了用于双天线干涉实验的数字相关接收机器的构成和信号处理过程。

CSRH光传输线的长度及相位测量

简述CSRH等长光传输线的物理意义,实现等长光传输线的几种方法,通过分析确定了光纤等长精度要求。介绍了两种测量光纤长度的方法,分析计算了CSRH光传输线的相位误差,最后描述了光传输线的相位检测方法。

明安图射电频谱日像仪天线相位方向图测量与分析

明安图射电频谱日像仪(Mingantu Ultrawide Sp Ectral Radioheliograph,MUSER)是新一代具有高时间、高空间、高频率分辨率的太阳专用射电望远镜,采用综合孔径原理成像,所以幅度和相位是决定最后成图质量的关键因素。天线的相位方向图会影响日像仪输出的幅度和相位,根据日像仪的馈源设计和综合孔径原理,针对明安图射电频谱日像仪天线数目多,且为户外环境,根据天文观测须经常测试天线性能的特点,给出了基于相关结果测量日像仪天线相位方向图的方法,该方法可以直接通过日像仪的相关输出结果高效准确地得到天线的相位方向图。对MUSER-I天线的相位方向图进行了测量和分析,同时分析了天线相位方向图对日像仪成像的影响,为得到高质量的太阳图像提供了参考和保障。

明安图观测基地复杂电磁环境和干扰消减措施

射频干扰是射电天文观测设备无法回避的问题。国家天文台(内蒙古)明安图观测基地多台各具特色的射电观测设备、各类电磁辐射源及其传播路径共同组成了复杂的电磁环境。现有超宽带高分辨太阳射电成像观测设备——明安图射电频谱日像仪,以及即将建设的子午二期工程的太阳行星际监测系统,包括米波-十米波射电日像仪、行星际闪烁望远镜和超宽带射电频谱仪等,全部频率覆盖1 MHz^15 GHz,观测结果用于太阳物理、空间天气监测和预报的关键问题研究,也对电磁环境提出了更高要求。介绍了明安图观测基地的观测设备及其地理环境,给出了方位频率功率谱、立体方向图、时间频率功率谱等射频干扰的初步监测结果,讨论了射频干扰预防、消减及射频干扰自监测方案。

双天线干涉实验中的数据处理

主要根据我们实现的相关函数的获取方式,讨论对数据后处理的理解。

基于相关测量MUSER馈源轴比的方法研究

明安图射电频谱日像仪是新一代太阳专用射电成像望远镜,超宽带双圆极化接收馈源是其关键技术之一.轴比是反映双圆极化馈源性能的重要指标,单天线测量轴比的传统方法需要标准天线辅助,本文采用基于相关测量干涉阵馈源轴比的方法,针对MUSER天线数目多,且为户外环境,根据天文观测的需求须经常测试天线的性能的特点,简化了干涉阵望远镜测量轴比的过程,且能够高效的得到准确的测量结果.文中对该方法的测量过程做了详细的说明,给出了部分天线的测试结果,结果同时反映了馈源的良好特性.

太阳射电日像仪的进步与发展

叙述了在太阳射电天文和太阳物理上作出过杰出贡献的几个射电日像仪的概况及其进步与发展，并简述了未来射电日像仪可以完成的科学目标以及应具有的特点，以期为在21世纪我国实现“一颗空间X射线卫星、一座红外太阳塔和一台射电日像仪”的宏伟构想提供研制依据。

基于FPGA的软件无线电宽带多通道数字接收技术

针对宽带信号数字接收要求采样速度快、消耗资源多、难以实时处理的问题,利用频域多通道接收、中频数字化采样技术,论证了可应用于太阳射电日像仪的接收系统实现方案。引入一种高效的多相抽取滤波数字下变频方法,给出了基于FPGA的并行多路信号接收处理实现方案,仿真实验表明该中频数字接收模块设计方案具有好的可实现性。

摩擦消隙在日像仪天线单元中的应用

高分辨频谱日像仪是用于观测太阳活动的动力学性质、探测日冕大气的大型射电望远镜,其工作频率高、频带宽、进行干涉成像的工作原理给其中的天线阵元的指向精度带来极高的要求,而回程误差是影响指向精度的重要因素之一。这里首次提出摩擦消隙的概念,并设计了一种摩擦消隙机构,在不需要增加电极额定功率的前提下消除回程误差。