太阳射电日像仪的进步与发展

叙述了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像仪”的宏伟构想提供研制依据。     

射电日像仪灵敏度测量

灵敏度是射电望远镜的一个重要性能指标,它反映了望远镜监测弱信号的能力。基于明安图射电频谱日像仪(Mingantu Ultrawide Spectral Radioheliograph,MUSER)的调试观测,给出了日像仪灵敏度的测量方法,对天线系统以及整个阵列的灵敏度进行测量分析,得到了日像仪系统整体的灵敏度性能参数。测量同时给出了天线系统的效率以及接收机系统的增益,这将为下一步日像仪展开常规的科学观测提供参考。     

太阳射电频谱日像仪光纤传输技术分析与性能测试

分析了光纤传输系统的特性，及其对太阳射电频谱日像仪的影响。根据日像仪系统的传输性能要求，对四种光纤传输方案进行了综合比较，最终选择模拟光纤传输系统作为建设方案。在选定方案的基础上对相关设备的性能进行了测试，并针对设备测试与对卫星信号的现场实际相关接收测试结果进行分析，验证了拟定方案的可行性。最后，提出构建太阳射电频谱日像仪光纤传输系统需要进一步解决的问题和需深入探讨的内容．     

中国频谱射电日像仪FITS-IDI文件格式研究

我国新一代中国频谱射电日像仪（Chinese Spectral Radio Heliograph,CSRH）原始观测数据采用自定义格式,在进行后续处理与共享使用时必须转换相应的格式.在分析FITS-IDI（FITS Interferometry Data Interchange）格式的基础上,结合CSRH的实际观测模式与数据产出方式,定义与设计了符合项目情况的FITS-IDI格式及字段,并对FITS-IDI文件中若干字段的值如何获取、计算进行了深入讨论.根据定义生成的FITS-IDI文件已成功导入CASA软件,并可以进行后续处理.经过对CASA测量集文件的核实,证明了数据生成的正确性.本研究有效地推进了CSRH的建设工作,也对其他射电干涉阵数据存储有一定的参考价值.     

厘米—分米波射电日像仪天线阵基线测量

日像仪采用综合孔径原理成像,利用不同基线单元的相关输出得到复可见度函数,经过傅里叶变换得到源的亮度分布,基线测量精度是影响成像质量的重要因素.提出了采用大地坐标测量结合观测天文源确定方向基准,进行厘米-分米波射电日像仪天线阵单元天线三维坐标位置测量,获得天线基线矢量的方案,并通过在国家天文台明安图观测站建立相对坐标测控网,对射电日像仪天线阵天线基线进行实测定位,整网平差计算结果表明测量方案合理可行,并满足日像仪基线间距离测量精度的要求和相关成图要求.     

明安图射电频谱日像仪图像的强度定标方法

明安图射电频谱日像仪(Mingantu Spectral Radioheliograph, MUSER)能够在0.4--15GHz超宽频带内实现高时间、高空间、高频率分辨率的太阳射电成像. 而射电亮温度是描述太阳物理过程的一个重要的参数, 在研究不同射电辐射机制、太阳磁场以及太阳爆发过程中非热粒子加速等问题上有着非常重要的作用, 因此必须对MUSER观测的图像进行亮温度定标. 将介绍一种适用于射电日像仪图像强度定标的方法. 太阳射电图像中包含着太阳圆盘的结构信息, 利用射电日像仪短基线的可视度函数拟合第一类贝塞尔函数, 可以得到图像中宁静太阳圆盘的射电半径和强度, 再利用瑞利-金斯定律和每天的太阳射电流量可以计算得到每天图像的定标因子$G_c$, 从而实现对MUSER图像强度的定标. 将该方法应用到MUSER的实际观测数据中, 包括宁静太阳和有太阳射电爆发等不同的情况, $G_c$的误差基本不超过10%, 得到的宁静太阳亮温度与其他宁静太阳的结果具有较高的相关性, 表明了此方法的可行性和有效性.     

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。     

草原上的探日利器 新一代厘米一分米波射电日像仪

现在,许多科学家正专注于太阳活动的研究。研究发现磁场是太阳活动的根源,上世纪80年代我国研制成了太阳磁场望远镜,这使得中国天文学家在太阳磁场研究方面做出了世界同行公认的突出贡献。太阳黑子是强磁场区域,在这里强磁场由光球延伸至色球及日冕中。一般认为太阳活动的爆发性能量释放和粒子加速等过程发生在高层大气色球和日冕中。     

基于Spark Streaming的明安图射电频谱日像仪实时数据处理

目前天文观测中对数据的实时处理需求越来越多,性能要求也越来越高,我国明安图射电频谱日像仪(Mingant U Sp Ectral Radioheliograph,MUSER)是同时以高时间、高空间和高频率分辨率对太阳进行射电频谱成像的设备。在低频部分的日常观测中,包含了两方面的需求:(1)对历史数据的处理;(2)5秒钟抽样观测数据的处理。抽样观测数据需要实时处理,并在监控终端显示,数据处理过程包含了数据校验、修正、成图、洁化等多个步骤,传统的单机处理模式已无法满足大数据量下的实时性要求。因此,实时数据计算中,使用Spark Streaming流式计算这一新兴的分布式计算方法,设计了自定义的接收器,并将多个图形处理器节点加入到分布式集群中。通过实验对性能进行评估,结果证明基于内存的高速执行引擎的特点能显著提高性能。期待能通过实验进一步优化算法和配置,获得更好的结果,并最终运用到实际环境中。     

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。     

关于太阳厘米-分米波段频谱日像仪研究进展

摘要：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。     

太阳射电快速精细结构的日面分布

对云南天文台“四波段太阳射电高时间分辨率同步观测系统”自１９８９年１２月－１９９４年１月期间观测到的１００个射电爆发和与其共生的２９个快速精细结构在日球和日面的经度分布做了统计,并做了初步的分析的讨论。     

太阳射电快速精细结构的日面分布

对云南天文台“四波段太阳射电高时间分辨率同步观测系统”自１９８９年１２月—１９９４年１月期间观测到的１００个射电爆发和与其共生的２９个快速精细结构在日球和日面的经度分布做了统计,并做了初步的分析和讨论。     

太阳射电爆中的调制过程

Some Linear and nonlinear plasma wave modulation processes in the solar radio bursts arc reviewed.     

太阳耀斑中的射电漂移结构

结合紫金山天文台的太阳射电观测资料,对太阳耀斑中的射电漂移结构进行研究。过去的观测发现,漂移结构太阳耀斑产生的射电爆发伴随一种特殊的结构。观测特征是其中的细结构是由许多小脉冲组成,但整体随时间漂移。过去观测到的这种结构是向低频漂移。观测上他们与太阳耀斑中的等离子团抛射相对应。2003年3月18日,紫金山天文台射电频谱仪观测到的漂移结构是漂向高频。     

太阳射电米波中的尖峰辐射

本文简要回顾了太阳射电米波爆发中尖峰事件的研究现状。对与之相关的一些内容作了介绍,同时,我们也提出了研究设想和展望     

发生在5月16日太阳耀斑中的微波射电尖峰辐射

对1991年5月16日发生在2.5GHz和2.6 GHz的射电尖峰辐射的持续时间,偏振和准周期振荡等特点作统计分析,详细报导了尖峰辐射的左旋偏振和右旋偏振在2.5,2.6GHz和3.1 GHz上的贡献.在这3个频率上,大量尖峰辐射不仅迭加在微波爆发的上升和极大相上.还迭加在微波爆发的下降相上.值得注意的是,在2.5 GHz和2.6 GHz处,也迭加在发生在主微波爆发后的小爆发上.尖峰辐射持续了17分钟.描述了发生在2.5GHz和2.6 GHz上尖峰辐射的不同时间尺度的偏振反转.统计分析表明在2.5 GHz以及2.6 GHz频率上的尖峰辐射的偏振反转有不同特点,在2.5 GHz频率上的尖峰辐射偏振反转比2.6 GH早1.5分钟,并且在2.5 GHz上尖峰辐射偏振方向反转更多.     

日像仪的电磁干扰分析

讨论了日像仪的干扰容限，列出了干扰源分布，估算出干扰测试仪灵敏度。计算了同步卫星干扰及干扰时间预测，也分析了中低轨道卫星干扰问题。对移动通信基站产生的干扰作了传播分析、计算，对脉冲雷达干扰作了谱分析及保守计算。     

1989年6月30日太阳射电微波爆发特征

本文分析了1989年6月30日徽波爆发事件的观峰结构,频谱特性及时间延迟.     

太阳射电研究四十年

本文概述了太阳射电天文学的历史,从早期的失败到1942年Hey对太阳射电波的偶然发现为止.文中讨论了太阳射电研究在米波-十米波、千米-百米波和厘米波所取得的主要进展。同时讨论了与射电爆发共生的耀斑的观测以及用等离子体辐射和回旋同步加速辐射对这些观测所作的解释。从空间对与Ⅲ型爆发有关的等离子振荡和一维电子速度分布的测量,业已证实了用等离子体辐射对观测所作的解释。Ⅲ型爆发的米波-十米波射电日像仪测量和千米-百米波的飞船测量表明,Ⅲ型电子束流是沿着浓密的日冕流和沿着阿基米德螺旋轨道运动的。在厘米波段利用角秒分辨率的大天线阵对活动区和射电爆发所作的高空间分辨率观测,表明了它在观测日冕磁场、了解冕环的物理性质、测量耀斑附近磁场结构,从而在研究太阳耀斑起源方面有着巨大的威力.