FAST望远镜40米模型天文观测软件的开发

针对FAST的天文观测要求,对其天文观测软件进行了设计与开发。首先介绍了FAST天文观测的原理,对天文观测软件进行了需求分析。而后提出了馈源天文运动轨迹规划算法,并进行了仿真。针对其轨迹要求给出了控制方法,对天文观测控制软件进行了设计与实现。最后通过现场实地实验,验证了本文所提的算法与软件的可行性。     

Linux操作系统下射电望远镜控制软件的开发

Linux操作系统具有许多Windows操作系统无可比拟的优点.天线控制单元是射电天文观测设备的一个重要组成部分.本文主要介绍了Linux操作系统下基于QT4的射电天文望远镜控制软件的设计与实现,重点介绍了应用QT4的信号与槽机制实现软件的系统结构及集成设计.     

1．3厘米接收机背架调整系统设计

基于新疆天文台研制的1．3em双极化制冷接收机的安装及观测需求,设计了其背架调整系统。首先,通过力学分析选择合适的滚珠丝杠及驱动电机;其次,通过对电机进行测试,研制电机驱动模块,以满足安装要求;最后,编写电机驱动控制软件,实现终端对接收机馈源的精确控制。     

基于NT环境实现卫星激光测距控制软件

针对上海天文台现有卫星激光测距(SLR)控制软件的不足,采用VC++在Windows XP操作系统下实现SLR控制软件。此软件具有实时性好、性能稳定、执行速度快、移植性好等优点,在上海天文台的激光测距中得到成功使用。该软件的开发可为研制高重频(kHz级)SLR控制软件提供很好的技术基础。介绍了控制软件的控制内容和实现过程。     

FASTL波段多波束馈源设计的初步分析

把抛物面天线的偏焦理论应用于FASTL波段多波束馈源系统的设计,分析了馈源喇叭横向偏焦距离与相应波束偏离角之间的关系,结合多波束射电望远镜扫描方式的要求,给出了FASTL波段多波束馈源的工作带宽、多波束馈源中相邻喇叭的间距以及喇叭口径大小的限制,并对正六边形阵列中处于不同位置的喇叭对应的波束的主瓣情况作了详细计算和分析。由此说明了FASTL波段多波束馈源采用19波束的可行性。另一方面,根据得到的工作频率带宽和喇叭口径大小的情况,对OMT和喇叭类型的选择进行了探讨。本文给出了FASTL波段多波束系统的大概轮廓,为进一步精确设计指明了方向。     

FAST L波段多波束馈源设计的初步分析

把抛物面天线的偏焦理论应用于FAST L波段多波束馈源系统的设计,分析了馈源喇叭横向偏焦距离与相应波束偏离角之间的关系,结合多波束射电望远镜扫描方式的要求,给出了FAST L波段多波束馈源的工作带宽、多波束馈源中相邻喇叭的间距以及喇叭口径大小的限制,并对正六边形阵列中处于不同位置的喇叭对应的波束的主瓣情况作了详细计算和分析。由此说明了FAST L波段多波束馈源采用19波束的可行性。另一方面,根据得到的工作频率带宽和喇叭口径大小的情况,对OMT和喇叭类型的选择进行了探讨。本文给出了FAST L波段多波束系统的大概轮廓,为进一步精确设计指明了方向。     

50米天线馈源焦点偏移补偿控制系统的设计

通过测量北京密云50m天线在不同俯仰角度下X波段馈源的焦点轴向偏移,拟合出了由于天线重力形变引起的X波段馈源的焦点轴向偏移曲线.为了补偿焦点偏移,设计了包含电流环、转速环和位置环的馈源控制系统,并基于Matlab/Simulink软件,对系统进行了仿真.仿真结果表明,本文设计的馈源控制系统能够补偿焦点偏移,且系统具有良好的动态和稳态性能.     

基于模糊PID控制的激光定位自动换馈控制系统

馈源是天文观测的核心设备,馈源的可靠更换和精确到位对接收微弱的射电信号有着至关重要的意义.以25 m大型射电望远镜为背景,设计了一套基于模糊PID控制的激光定位自动更换馈源控制系统,实现了对高频仓馈源的远程控制、快速精确定位和实时数据采集以及现场监控功能.论文在说明整个系统硬件架构的基础上,详细介绍了采用的模糊PID控制算法以及激光定位技术,仿真结果表明模糊PID算法的控制性能明显优于常规PID控制器,响应快、超调小、鲁棒性强,可提高馈源定位的精度和稳定性.     

结构因素对圆锥喇叭电性能影响的仿真分析

馈源是射电望远镜天线系统的一个重要组成部分,其性能将直接影响整个天线系统的电性能。针对射电望远镜天线系统中典型的圆锥喇叭馈源,通过三维电磁仿真软件（CST STUDIO SUITE12．0）进行建模,分析了不同圆锥度、椭圆度及不圆度对圆锥喇叭馈源远场方向性的影响。结果表明：口径面的椭圆度在一定范围内变化时,对圆锥喇叭馈源方向性的影响较小。且其回波损耗小于-15dB;圆柱波导段的圆锥度大于1：20时,圆锥喇叭的效率会受到一定的影响：不圆度的影响则较大。文中得到的结构因素对圆锥喇叭馈源电性能影响的研究结果．对射电望远镜天线系统中圆锥喇叭馈源的设计和制造具有一定的参考作用。     

具有主动主反射面的巨型球面射电望远镜

提出一种新颖的大球面射电望远镜的设计方案．以往球面射电望远镜的设计方案是利用各种复杂馈源系统,如Ａｒｅｃｉｂｏ三反射面系统来克服球差,而我们拟实时地改变被馈源照明的部分球反射面的形状以最大限度地拟合旋转抛物面,从而用传统的抛物面馈源照明来实现宽带与偏振观测．此设计有天空覆盖范围大及可实现独立多瓣观测等优点．文中还对５００ｍ口径的球面射电望远镜（曲率半径３００ｍ）以及３００ｍ可用口径的具体实例提出了实施方案．     

FAST30m模型L-波段馈源的设计、制作和性能测试

叙述了FAST（500m口径球面射电望远镜）30m模型L-波段馈源的设计、制作和性能测试过程。馈源的设计仿真使用了HFSS软件，并选用纸板或塑料板和铝箔胶带，通过手工操作完成馈源制作。馈源的性能通过测试表明满足FAST30m模型天文观测的需要。文中采用的HFSS软件仿真及手工制作馈源的方式不失为形式简单的馈源的模型制作的一种快速、经济和有效的方法。这种方法对相近的工作有一定的参考价值。     

The multifunction photoelectric photometer of Torino Observatory

The paper describes the design and the realization of a multiple-function photoelectric photometer made by Trieste Observatory for Torino Observatory. The system design shows a two-beam, sequential multiband photon counting and analog photoelectric photometer configuration based on a PDP8/E computer for the control and data acquisition and elaboration. The actual realization of the system and the use of it in the one-beam configuration operating now at torino Observatory shows the advantages of such a solution and the easiness in modifying and determining the system functions by software programs rather than by hardware specials. Work supported by Consiglio Nazionale delle Ricerche, Gruppo Nazionale di Astronomia, Settore Tecnologie Astronomiche. The realization of the machine was fully supported by Torino Observatory. Trieste Observatory-Instruments and Data Processing Group (5/76).     

FAST单元面板面型检测算法研究

500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope,FAST)是一个超大口径的可动望远镜,有三项技术创新,一是选址,二是轻型馈源索支撑,三是主动反射面。在主动反射面上,单元面板的面型和面板的出厂加工精度对电磁波在反射面的汇聚有很大影响。FAST主反射面由4 600块三角形反射面板拼接而成,每块面板为边长11 m三角形,这对FAST反射面面板的测量技术提出了更高的要求。摄影测量直接在影像上进行量测,无需接触物体本身;所摄影像信息丰富,可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息;适用于大范围、多目标测量,效率高。目前世界上最大的射电望远镜,如GBT和ARECIBO都是采用摄影测量技术进行反射面面形检测。在对现有的面型检测技术调研并试验后,提出基于数字近景摄影测量的方法,对FAST反射面11 m单元面板的面型进行检测,数分钟完成反射面板面型的一次检测,测量精度达到2.5 mm,经过调整后的单元面板的面型精度达到了3.0 mm,结果表明摄影测量应用于FAST反射面单元面板面型检测是可行的。     

一种低频时码接收机数字式自动增益控制的设计

为扩大低频时码接收机的输入动态范围,进行了数字式自动增益控制(AGC)的设计。详细介绍了低频时码接收机数字式自动增益控制的设计方法和实现原理,并进行了计算机仿真。仿真结果表明,该数字式自动增益控制是可行的,相对于没有实行自动增益控制的情况而言,大大增加了接收机的动态范围。     

基于PCl-Express高速图像采集卡对扩展源大气倾斜量的实时补偿

为能够实时补偿大气湍流对月球激光测距带来的渡前倾斜量误差,采用相关跟踪自适应光学系统,并根据其大计算量、高实时性的要求,创新地设计了基于PCI-Express高速图像采集卡及其硬实时操作系统驱动程序,完成对扩展源目标大气倾斜量的实时补偿.详细介绍了整体系统的软硬件设计,给出了一种PCI-Express高速图像采集卡设计结果及其RTAI实时驱动程序的软件设计结果,完成了进一步提高图像传输速度,减小相关跟踪系统系统延迟,提高系统响应带宽的目标,最终实现了图像数据的实时传输(≤28 μS)及波前倾斜量的实时补偿(≤348 μS).     

高灵敏度VLBI和FAST计划

概述了VLBI天体物理的近期发展，主要成就及其受到的灵敏度制约，简要地回顾的目前还处在不太成熟阶段的低频VLBI的探索及近十余牛对提高VLBI灵敏度的硬件和软件两方面的尝试，并在此基础上，着重讲座了我国坟划中的FAST射电望远镜对提高VLBI灵敏度的可能贡献，展望了因为FAST的参与而获得的中低频高灵敏度VLBI的天体物理课及其意义。     

海量多波段星表数据的交叉证认的实现

许多天文学家需要星表来选源、证认和研究。目前国外有一些大的数据中心提供了星表查询、多源查询(即小样本交叉证认)、可视化等功能。但是随着大数据量及全波段天文时代的到来,这些服务已经越来越不能满足天文学家的需求。在详细分析了国外数据中心的服务后,提出了新的问题,并给出一套解决方案。着重讨论了任意两个星表的交叉证认和大数据量星表的交叉证认的实现,以及交叉证认结果的分类和参数的自由选择等方面的课题。     

The Antarctic Impulsive Transient Antenna ultra-high energy neutrino detector: Design, performance, and sensitivity for the 2006–2007 balloon flight

We present a comprehensive report on the experimental details of the Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) long-duration balloon payload, including the design philosophy and realization, physics simulations, performance of the instrument during its first Antarctic flight completed in January of 2007, and expectations for the limiting neutrino detection sensitivity.