13mm低温制冷谱线接收系统和星际水分子观测研究

为了开拓短厘米波单天线星际分子的观测和研究,在乌鲁木齐天文站２５ｍ射电望远镜１３ｍｍ低温制冷接收机的基础上,配置了声表面波频谱仪和谱线数据采集系统,组成了１３ｍｍ低温致冷谱线接收机．接收机前端是一个工作在低温２０Ｋ的低噪声放大器,本振是２２ＧＨｚ的锁相源．接收机的平均噪声温度为５０Ｋ．后端是一个宽带的（４０ＭＨｚ）高分辨率（４０ｋＨｚ）的声表波频谱仪．利用这套系统观测了一批已知的水脉泽源,观测系统正常,结果合理．观测结果表明,乌鲁木齐天文站良好的站址和２５ｍ射电望远镜给厘米波段星际分子谱线观测提供了一个很好的条件．     

制冷接收机低温杜瓦温度监测系统的研制

从设计、制作和测试方法方面介绍了一种制冷接收机低温杜瓦温度监测系统.主要阐述了低温杜瓦对温度监测系统的要求,根据要求合理设计,涉及到各种器件参数的选择以及布局制板等问题,为高精度温度采集系统的硬件设计提供了理论依据.设计采用多路模拟输入通道即集中采集方式,根据系统的需要划分不同的功能区块进行电路设计.制作完成的温度监测系统先后经调试校准、实验室模拟测试以及安装在乌鲁木齐25m射电望远镜18cm制冷双极化接收机上测试,各项设计功能都能很好地实现,并且运行可靠.     

乌鲁木齐25m射电望远镜的 单天线观测研究

自1993年乌鲁木齐天文站25m射电望远镜建成以来,除了不断完善VLBI观测系统外,还选择发展了具有科学价值的单天线天体物理观测课题。其中基于常温接收机的脉冲星脉冲到达时间观测系统已经于1999年5～6月间建成。该系统建立在25m射电天线的18cm波段上,消色散采用了2×128×2．5MHz多通道滤波器和数字化器,并由PC机完成数据采集。同时进行的脉冲星工作还有92cm及其它波段的脉冲轮廓监测,对0329+54的多波段观测得到了它的频谱。在25m天线的1．3cm波段上建立了基于声表面波频谱仪和频率综合器的分子谱线观测系统,对水脉泽的观测已经发现了十几个可能的水脉泽源,观测结果正在认证当中。     

新疆天文台26米射电望远镜压缩机压力监控系统设计与实现

新疆天文台南山基地26 m射电望远镜的接收机使用氦气压缩机制冷,压缩机需要定期维护,氦气管在使用过程中会因为磨损而漏气,影响望远镜的正常观测。针对压缩机压力监控的实际需求,设计开发了一套压缩机压力监控系统,可以实现压缩机压力记录、实时监控、实时报警、通过邮件发送报警信息及压力日报表、查询历史工作记录、处理报警信息等功能。介绍了软件系统的框架、软件流程、数据处理原理、实现思想、模块功能、软件界面。系统具有报警迅速,查询功能强大,界面简洁友好,扩展性强等优点,能够满足当前及未来应用的需求。     

点频式太阳射电高时间分辨率同步观测系统的建立

由波长7.7cm、10。6cm和21。1cm三台有秒级和毫秒级双通道接收机的射电望远镜为前端,一台八位微型计算机(YEE8100)及其接口、辅助功能电路等为后端,构成一个多通道快速数据采集系统,进行实时同步观测。     

嵌入式TCP/IP协议在接收机杜瓦性能参数监测系统中的应用

介绍了射电天文望远镜接收机杜瓦温度与真空度监测系统的设计,具体讨论了监测系统的硬件结构与嵌入式TCP/IP协议在该系统中的实现.针对目前大量使用8位微控制器的嵌入式系统,硬件主控系统芯片采用ATMEL公司生产的8位单片机ATmega16,网络控制芯片采用美国MICROCHIP公司生产的带SPI接口的独立以太网微控制器ENC28J60,设计实现了低成本、高效率、高稳定性的性能参数监测系统.对该系统进行测试分析、数据比对,测试结果表明该系统能够高效与PC机进行通信,PC机所接收到的温度值与标准数据的误差在±0.3 K范围内,接收到的真空值绝对误差在±10 ubar范围内,能够达到系统设计要求.     

800~975MHz太阳射电数字观测终端的设计与实现

位于云南天文台凤凰山本部的10 m太阳射电望远镜是中国太阳射电物理界重要的观测设备之一,其设计之初,800~975 MHz频段受到移动电话的严重干扰,不能正常工作,因此缺失这一频段的观测资料。近年来,随着微波和数字器件性能的提升以及移动电话工作频段的改变,使得这一重要频段的观测变得可行。针对800~975 MHz频段的太阳射电天文信号,提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)和千兆以太网的实时采集与处理方法。在数据采集和处理过程中,系统采用流水线方式,得到了太阳射电信号的实时频谱图;采用硬件描述语言Verilog实现了千兆以太网的数据传输,提高了传输效率;另外本系统采用分时传输机制,完成千兆以太网的UDP数据包的传输。最后还对所得数据进行了误差分析和结果分析,证明了本文提出的实时信号采集、分析和传输方法的正确性和可靠性。     

新疆天文台NSRT观测数据存储系统

新疆天文台南山26 m射电望远镜经过多年观测积累了大量的科学数据。针对26 m射电望远镜天文观测数据的在线存储与备份问题,建设了远程、异地、容灾备份系统,在新疆天文台本部及南山观测站分别建设了可独立运行的存储系统,实现了两套存储系统间的远程、异地数据实时容灾备份。以基于对象的存储技术Lustre为基础实现了存储系统,并对存储的读写性能进行了详细测试。建设的容灾备份系统有效解决了新疆天文台观测数据及次生数据的在线存储与数据安全问题。     

25m射电望远镜自动换馈系统模糊控制策略的软硬件实现

乌鲁木齐天文站25m射电望远镜的换馈系统是基于精确数学模型和传统控制策略实现的自动控制系统,由于设备老和更改,系统不能正常工作。随着计算机软硬件技术迅速发展和模糊理论的提出完善,在一些特定的环境下,模糊控制策略实现的控制系统取得非常好的效果。自动换馈系统的运行环境比较封闭,比较容易获得控制经验,因此选择基于PC硬件和Windows2000/XP平台,采用模糊控制策略来实现对馈源的更换。     

天马13m射电望远镜高精度指向模型的建立

天马13 m射电望远镜是专为空间大地测量的新一代甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)天线,即VGOS(VLBI Global Observing System)系统。VGOS观测将从调度、相关、观测策略到分析各方面改变甚长基线干涉测量。与传统测地观测相比,VGOS观测将数据精度提高1～2个数量级。天马13 m射电望远镜安装了3～15 GHz宽频制冷接收机,一般要求天线指向偏差小于最高频率波束宽度的1/10。为满足高精度指向要求,详细介绍了建立指向的方法和天线控制扫描策略,给出了系统误差修正模型的完全表达式,明确了指向修正模型中的参数意义。基于该天线指向扫描的实测数据,实测评估了望远镜的指向精度。采用最小二乘法对覆盖全天区的数据样本进行拟合,得到天马13 m射电望远镜指向模型,并加载到天线伺服控制系统进行验证,得到了优于10″的盲指误差。     

Design of the cryogenic system of the wideband phased array feed for QTT

Phased array feeds(PAFs),which illuminate the dish with digitally synthesized beams instead of separated horns,provide the capability for wider and continuous field-of-view surveys.As a promising technology for next generation radio telescopes,PAFs will provide the Qi Tai Telescope(QTT),which will be next world-class fully steerable radio telescope,an opportunity of reaching several cutting-edge science goals.This paper presents a brief introduction of the wideband PAF for QTT,and the detailed design and simulation of the cryogenic system.Based on this design,a scaled prototype of the spherical vacuum window,which is the key part of the cryogenic system,has been built and the performance is verified.     

射电望远镜远场区域强干扰源规避方法研究

随着频率使用率的提高, 射电天文台址地面或空间存在强电磁干扰致使望远镜接收机系统处于非线性状态. 为减少强电磁干扰的影响、提高天文观测效率, 提出了一种基于望远镜远场区域的强干扰源规避方法. 首先, 通过仿真分析确定的射电望远镜远场方向图, 结合望远镜与干扰源之间的位置关系, 分析了强电磁干扰到达射电望远镜焦点处的功率响应, 并依据接收机第2阶中频放大器性能参数, 确定射电望远镜处于非饱和状态的规避角度计算方法. 其次, 采用该方法计算分析了民航飞机对射电望远镜的影响, 若民航飞机上有主动发射的干扰源, 且不经过反射等传播现象, 当射电望远镜主波束轴偏开一定方向后, 可有效降低对射电望远镜的干扰强度.     

A new spectroscopic facility at millimetre wavelengths

A new millimeter-wave facility is in operation at the Bordeaux Observatory for spectroscopic observations of interstellar and stratospheric molecules. A cooled receiver has been installed on a 2·5m radio telescope. The overall system temperature is in the range 400 to 600 K (single side band) in the operating frequency range 75 to 115 GHz. The relatively broad beam of the telescope (∼ 5 arcmin) combined with a sensitive receiver will permit studies of extended molecular cloud complexes.     

相控阵馈源MVDR波束合成器缓解RFI仿真

相控阵馈源(Phased array feeds, PAFs)接收机作为下一代微波接收机, 为大口径射电天文望远镜的射电干扰(Radio Frequency Interference, RFI)缓解工作带来了新的解决方法. PAFs接收机对射电望远镜焦平面的电磁波进行空域采样, 返回时域阵列信号, 使用最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response, MVDR)波束合成器可以自适应地识别RFI的方向, 同时抑制RFI在输出信号中的功率, 从而达到提升射电望远镜灵敏度的效果. 仿真结果表明MVDR波束合成器对有源高能量的射电干扰有很强的识别能力和一定程度的缓解能力, 同时, 该波束合成器对各阵元信道中加性噪声累积引起的无源干扰有很强的抑制能力, 因此, PAFs接收机的MVDR波束合成器可以增强日益复杂电磁波环境下射电望远镜的抗干扰能力.     

13.7米望远镜用3mm振荡器恒温电路的改进

本文介绍了青海站 1 3.7米射电望远镜上 3mm振荡器恒温电路的改进情况。新的恒温电路有别于原来所使用的恒温电路的工作方式。实际使用证明 ,该电路性能可靠 ,显著提高了系统稳定性。     

德令哈13.7m望远镜多波束接收机的运行

德令哈13.7 m望远镜是中国最重要的射电望远镜之一.望远镜自安装超导成像频谱仪以及采用飞行观测模式以来,运行近10 yr.在此期间,望远镜开展并完成大量的天文观测,累积了巨量的天文数据,取得了一系列重要的科研成果.介绍了超导成像频谱仪在天文观测中的运行状态,运行中疑难问题、故障现象及解决方案.详述了超导成像频谱仪各方面性能测试及多年来的性能分析,包含接收机噪声温度及望远镜系统噪声温度、镜像抑制比、接收机稳定性、波束性能等方面.列举了超导成像频谱仪更新发展方面的工作,包含本振功率自动化调整、边带分离型超导混频器预放大电路的更新、控制程序的优化等.总结经验和规律,承前启后,将过去的超导成像频谱仪的维护运行经验应用到之后新一代大规模接收机系统中.     

Upgrade Procedure for the Delingha 13.7-m Telescope

The 13.7-m millimeter-wave radio telescope of Purple Mountain Observatory operates at 3200-m above the sea level near Delingha, Qinghai Province, China. Equipped with a superconducting SIS receiver, the telescope is used in the millimeter-wave band ranging from 85 to 115 GHz. An upgrade procedure is reported here which includes a superconducting SIS receiver, a new phase-locked local oscillator, a dedicated multi-line backend system, and a new control system based on industrial computer with PCI bus. With the dedicated multi-line backend system, the CO and isotopic lines around 110 GHz are obtained simultaneously. In recent years, scientific activities with this telescope have been focused on studies of Galactic molecular clouds and star formation regions, including surveys of molecular lines from IRAS sources and large-scale map of molecular clouds. Other programs include studies of the circumstellar envelope of late-type stars and interaction of Galactic supernova remnants with dense molecular gas.     

The Operation of Multi-beam Receiver of Delingha 13.7 m Telescope

Delingha 13.7 m telescope is one of the most important radio telescopes in China. Since installing the superconducting spectroscopic array receiver (SSAR) and adopting the On The Fly (OTF) observation mode, the telescope has operated for nearly 10 years. During this period, a large number of astronomical observation projects have been carried out and completed, a large amount of astronomical data have been accumulated, and a series of important scientific results have been achieved. This paper introduces the operating status of SSAR in astronomical observations, the problems in operations, as well as the fault phenomena and solutions. The performance test and performance analysis of SSAR are described in detail, including the receiver noise temperature and telescope system noise temperature, image rejection ratio (IRR), receiver stability, beam performance and so on. The updating and development of SSAR are listed, including the automatic adjustment of LO (Local Oscillator) power, the updating of pre-amplification circuits of the sideband separation superconducting mixer, and the optimization of control program, etc. This paper summarizes the experiences and rules, and connects the past with the future, for applying the experiences of the maintenance and operation of SSAR to the next-generation large-scale receiver system.     

Rapid mapping of the sky at 240 MHz using the antennas of the Giant Metrewave Radio Telescope

In this paper we describe a method for measuring the effective receiver temperature T _erc and its variation for the entire receiver chain of a radio telescope, and use it to make a radio-continuum map of the sky at 240 MHz using the Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT). We also show that in the case of GMRT, T _erc varies mainly with elevation and ambient temperature. The calibration techniques evolved here are applicable to similar interferometers with a large number of antennas, several frequency bands and a number of receiver systems at room temperature (where conventional methods are time-consuming). This method ideally requires just one complete day of observations in a frequency band.     

边带分离型超导SIS接收机本振耦合噪声研究

超导SIS (Superconductor-Insulator-Superconductor)接收机因极低的接收机噪声温度成为毫米波和亚毫米波段射电天文观测的首选.本振系统耦合噪声也是接收机噪声的一部分,在多年的天文观测中,发现本振耦合噪声无法完全忽略,对天文观测的灵敏度有一定影响.采用两个不同种类的信号发生器作为本振系统初级信号源,测试了超导SIS接收机的噪声温度,发现信号发生器输出的基底噪声能够耦合到接收机内部,从而增加接收机噪声强度.分析研究了本振系统热噪声和信号发生器基底噪声对接收机噪声的影响.通过在信号发生器输入端加入窄带滤波器滤除其基底噪声,消除了信号发生器基底噪声引入的接收机噪声,降低了接收机的整体噪声,提高了望远镜的灵敏度.