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.     

天马望远镜谱线OTF观测系统

OTF(On-The-Fly)观测模式是目前单天线最有效的谱线成图观测技术,广泛应用于单天线的谱线成图观测。主要介绍OTF观测模式在天马望远镜的实现情况。首先介绍天马望远镜OTF观测模式的观测过程和基本观测参数;接着分别对天马望远镜OTF观测系统的结构、观测控制软件、DIBAS(Digital Backend System)谱线终端、中频传输系统以及数据预处理软件进行介绍;最后给出对W3区域中的6条氢复合线的试观测结果。目前,天马望远镜的OTF观测系统已完成多次对外开放的谱线成图观测,均取得较好的观测结果,验证了该系统的有效性。     

紫台13.7米望远镜的谱线观测程序

本文以13.7米望远镜声光频谱仪(AOS)谱线观测程序为例,按以下要点: * 谱线观测的数据记录; * 声光频谱仪谱线观测程序软接口; * 接收机边带参数选择和频率综合器频率的自动设置; * 谱线校准观测; * 谱线成图观测; * 谱线观测程序的主要词汇; * QUICK—LOOK程序; 较系统地介绍了13.7米望远镜谱线观测程序的结构和功能,对谱线观测、校准过程,以及观测数据的处理和记录数据的物理含义作了说明。     

13.7米射电望远镜谱线观测系统的稳定性与观测时间的优化使用

本文介绍紫金山天文台青海13.7M毫米波射电望远镜谱线观测系统稳定性的测试,并讨论如何根据测试结果选择最佳观测模式与积分时间,以提高望远镜的使用效率。     

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.     

触发式恒星形成特征的搜寻和1.3cm波段的谱线巡测

正本论文分为两个部分.第1部分基于紫金山天文台13.7 m毫米波望远镜的分子谱线巡天项目—"银河画卷"计划,对一个红外尘泡的样本和一个大天区的~(12)CO/~(13)CO/C~(18)O(J=1-0)成图观测,搜寻触发式恒星形成的运动学特征,并结合红外卫星和射电连续谱档案数据,研究相应的分子团块、年轻恒星分布及恒星形成规律等.第2部分是利用Effelsberg-100 m望远镜对IRC+10216和Orion KL进行了1.3 cm波段的谱线巡测.     

一种新型射电天文频谱仪——声表面波频谱仪

本文简要介绍一种以傅里叶交换的线性调频Z变换(CZT)算法为工作原理,以声表面波(SAW)器件为支持性技术的新型射电频谱仪.给出它在紫金山天文台青海站13.7m射电天文望远镜13mm接收系统上对22GHz水分子脉泽源试观测的结果,实践表明它具有宽带、高频率分辨率、全固化、机械稳定性好、对工作环境要求不高、可靠性高等优点.在射电天文星际分子谱线观测技术中有一定实用价值.     

德令哈13.7m望远镜接收机抗射频干扰研究

在天文观测中,射频干扰会造成假谱,降低数据的可靠性和有效性.射频干扰消减旨在减少干扰信号对射电天文观测的影响,包含器件方面的技术革新和数据处理领域的方法研究.针对德令哈13.7 m望远镜接收机中频部分引入的射频干扰,通过优化中频器件的抗射频干扰能力,提高了接收机的整体抗射频干扰能力,以主动消除方法来减少射频干扰耦合到接收机内部.分析了接收机干扰的传输路径,提出了器件射频干扰的直接耦合系数和器件射频干扰的系统耦合系数的概念,为定位干扰敏感器件并量化干扰引入比重提供了基础.经过抗射频干扰优化后,接收机抗干扰能力改善30 dB左右,望远镜的天文观测效率提高10%以上.     

BIT地面观测软件

本文介绍紫台30公分红外望远镜(BIT)地面观测所使用的软件系统。该软件是在BIT地面修复过程中以地面观测为使用目的而开发的。软件用于望远镜指向等系统参数显示和星场照相机控制显示,并预置了软件接口,可进一步实现对望远镜指向的计算机控制。软件已在BIT地面实验观测中使用,运行可靠,操作方便。     

丽江2.4米望远镜观测日志辅助系统的设计与研发

望远镜的观测日志在用户进行数据处理以及台站对观测数据进行存储、归档和发布时都非常重要,观测日志往往能提供很多信息以供用户判断观测数据的质量。在观测过程中,观测日志通过观测助手或用户手工记录,存在信息不全、笔误等多种可能,且纸质的观测日志也不利于后期数据的归档和发布。针对丽江2.4 m望远镜云南暗弱天体成像光谱仪的观测数据,设计研发了一套自动记录观测日志的辅助系统,该系统可以自动记录观测数据的日志信息,并提供修改错误信息的功能;系统中以用户的观测时间申请书编号为唯一代码对数据进行管理,从而实现了根据不同用户进行观测数据打包的功能。在保护观测数据权限的同时,降低了笔误带来的影响,提高了观测日志的准确性,最终提高望远镜的观测效率。     

紫金山天文台13.7米射电望远镜22GHz太阳高时间分辨率观测系统

在紫金山天文台１３．７米望远镜２２ＧＨｚ系统的基础上，建立了２２ＧＨｚ太阳高时间分辨率的观测系统。本文介绍了在原系统基础上改造的波束／负载调制器和双温定标系统，以及为实现高时间分辨率而专门研制的ＱＪ－２ＡＧ高速后端和独立的微机数据采集系统。投入使用的２２ＧＨｚ太阳高时间分辨率观测系统在时间分辨率为１０ｍｓ时，灵敏度为０．０２ｓｆｕ，系统增益稳定性在全功率方式下为０．８％／３０分钟，数据丢失率小于１     

W31分子云C18O(J=1-0)的新观测

利用紫金山天文台青海站的13.7 m射电望远镜首次对W31分子云西北部区域中不同速度成份的分子云进行了C18O(J=1-0)的成图观测与研究,观测范围为16′×25′,观测波束间隔为1'.对不同视向速度的分子云分开进行处理,在成图范围内新观测到3个C18O分子云团块,发现它们均属于较年轻的稳定分子云.根据谱线辐射温度(T*R)和半宽(△V),利用LTE方法计算了每个被测团块的物理参数,讨论了该区域的团块分布、HII区、脉泽源与恒星形成的关系.     

NVST多通道成像观测系统的数据同步采集

为了在1 m红外太阳望远镜多通道高分辨率成像观测系统中实现多个波段太阳图像的同步高分辨率统计重建,需要1 m太阳望远镜多个观测通道图像采集系统同步。研究了如何采用CCD相机外触发工作模式、计算机PCI总线硬件中断技术和全球定位系统时间相结合实现1 m太阳望远镜多个观测通道图像的同步采集,并在现有的Hα和Ti O两个成像观测通道上搭建实验平台。通过一系列的波形时序测试,数据记录和分析等实验证明本文所采用的这一数据同步采集技术能满足1 m太阳望远镜多个观测通道图像的同步采集要求。     

国家重点研发计划“SKA前期数据处理系统建设和相关科学预研”简介

在继承平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA)望远镜的中国低频探路者——"宇宙第一缕曙光"探测项目21CMA在十年间所积累的经验和广泛国际合作的基础上,计划小规模改造现有设备,迅速掌握数字多波束合成、高动态大视场成像、前景去除等SKA低频成像的关键核心技术。同时,与SKA低频阵(SKA-low)先导设备MWA(Murchison Widefield Array)开展深层次合作,预选未来用于SKA1-low宇宙再电离深度成像的观测候选区域,为最终利用SKA第一阶段(SKA1)低频阵列,对选定观测候选区域进行深度定点观测做好充分准备,最终实现SKA1既定的首要科学目标。该项目还将建设中国SKA区域中心数据处理原型样机,并以21CMA和MWA实测数据为基础,完成低频射电干涉成像的数据处理流程,为建设中国SKA区域数据中心打下基础。     

1959年太阳耀斑观测报告

下面发表的是紫金山天文台1959年全年和北京天文台1959年5—12月的耀斑观测结果.北京天文台使用的是苏联 AΦP-2型色球望远镜,紫金山天文台使用的是法国里约(Lyot)型的色球望远镜,这二仪器均约透过 H_a 的带宽为0.65(?).法国里约型色球望远镜的拍摄过程是自动化的,最快每分钟可拍4次,露光时间可维持恒定,使胶卷上太阳象的浓度不会变化,仪器上并附有八级强度标,用以研究耀斑强度的变化.观测结果见下表:     

德令哈毫米波望远镜本振谐波干扰问题

射电天文中,射频干扰问题多样而复杂,面对不同的射频干扰问题,针对不同的干扰机制,采取针对性的方法。从器件阶段消减射频干扰,可以预防射频干扰进入望远镜内部。介绍了德令哈毫米波望远镜9波束边带分离型超导接收机, 1个本振链路系统分配18路本振信号方案,针对本振链路中信号发生器的谐波信号引起的中频窄带干扰,设计了注入模拟谐波信号的测试方案,确认了干扰产生机制并得出谐波信号频率与干扰信号频率和功率的对应关系,分析并验证了谐波干扰的传输路径。为了消减谐波干扰,利用YIG滤波器可变频段的带通特性,在本振链路上滤除谐波信号,防止谐波信号耦合到接收机系统,完成了谐波干扰的消减。     

紫金山天文台太阳射电频谱仪定标

定标是射电天文观测中基础而重要的工作.定标工作可以得到太阳观测中的一个重要物理量:太阳射电辐射流量,可以扣除射电频谱仪的通道不均匀性,清晰显示射电频谱特征.结合紫金山天文台射电频谱仪的观测数据,详细介绍了定标的基本方法,分析了定标常数的变化情况,最后给出了定标结果,并与野边山射电偏振计以及RHESSI(The Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager)卫星硬X射线波段的几个太阳耀斑的观测结果进行了比较,结果符合耀斑的光变特征.其中对一个耀斑脉冲相硬X射线流量和微波光变的相关性的分析表明这些观测可以用来研究有关的辐射机制以及相应的能量释放和粒子加速过程.     

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.     

基于直接成像法的多星系统观测

系外行星直接成像探测能够获取系外行星更全面的物理信息,是未来搜寻系外生命的关键技术之一.针对近期地基望远镜高对比度成像观测数据,对新发现的多星候选体进行系统展示.前期,结合地基系外行星高对比度成像设备观测能力,从已发表文献整理的Gaia星表恒星数据中筛选,得到约1000个观测目标.这些目标分布于不同的年轻星团中.近期,使用Palomar天文台Hale望远镜对上述观测目标中的42个目标在K波段开展了高对比度成像观测.这些目标恒星在可见光波段为7.5-14.2019年经过两轮观测,发现了6个多星系统候选体,这些目标在Gaia Data Release 2星表和Gaia early Data Release 3星表中难以确认是单星还是多星系统.     

一米新真空太阳望远镜光谱扫描观测系统设计

1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)是国内用于对太阳进行观测和研究的大型科研设备,针对太阳活动区光谱观测的需求,在现有的大色散光谱仪及多波段光谱仪基础上,设计了光谱扫描设备,并基于C#设计了一套观测控制系统软件,实现扫描设备的运动控制和观测数据的采集。进行光谱扫描观测时,计算机控制扫描设备步进运动,并利用图像采集卡通过Camera Link总线采集CCD/CMOS相机的探测数据,基于多线程技术采集观测数据,将采集的图像数据存储成FITS(Flexible Image Transport System)文件,并将光谱图像数据处理成灰度图像用于软件界面监视。此套软件已用于1 m太阳望远镜光谱扫描观测,测试结果满足预期功能需求,为后续观测系统功能升级提供了良好的扩展性。