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。     

太阳射电高时间分辨率观测中的干扰问题

本文对太阳射电高时间分辨率观测中的一些干扰问题作了初步分析,并提出了区分太阳射电精细结构事件与雷达干扰的相应办法。     

四波段太阳射电快速同步观测系统的试观测及其意义

本文主要介绍该系统(波长21.1cm、15cm、10.6cm和7.5cm)的试观测资料及其观测的目的。     

太阳射电30~65MHz波段模拟接收机的研制

10 m波段的太阳射电观测,对监测日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,CME)有着重要的意义。介绍了一种安装在太阳射电天线阵的模拟接收机,工作频率范围是30~65 MHz,用于监测太阳10 m波的爆发活动。接收机采用直接采样的结构,由巴伦、滤波器和放大器组成。研制完成的接收机,增益达到60 d B,动态范围约33 d B,输入三阶互调点IIP3=-24 d Bm,噪声系数N=4.3 d B,满足观测要求。最后,计算了太阳射电天线阵的最小可测流量密度。     

三波段太阳射电高时间分辨率同步观测系统的研制

本文主要介绍三个波段(波长7.7、10.6和21.1厘米)太阳射电高时间分辨率同步观测系统的总体结构、硬件的功能、软件的特性及其初步观测结果。     

四频率太阳射电高时间分辨率观测特征：微耀斑能量释放的证据

作为微耀斑能量释放的证据，本文扼要介绍了云南天文台“四频率太阳射电高时间分辨率同步观测系统”（１．４２，２．１３，２．８４和４．２６ＧＨｚ）１９８９年１２月－１９９３年４月的观测事例，包含低强度的毫秒尖峰辐射（ｍｓｓｐｉｋｅ），类尖峰辐射（ｓｐｉｋｅ－ｌｉｋｅ），快速脉动现象，两种新的快速精细结构──微波Ⅲ型爆和微波类斑点结构．统计了快速精细结构的寿命，在统计基础上分别以实例描述了各类现象的观测特征．     

3厘米波段太阳射电爆发中精细结构的特征

本文扼要介绍南京大学天文系3厘米波段在1989－1992年间观测射电精细结构的结果，指出该波段存在三种类型的精细结构，并简要讨论它们可能的产生机制．     

发生在米波段的太阳射电辐射

综述云南天文台在太阳活动22周峰年期间观测到的米波射电频谱资料,处理资料时发现230~300MHz频段有一些有趣的观测现象。如米波Ⅲ型爆发;“blips”;毫秒级Spike与Ⅲ型爆发共存事件;快速脉动等。根据这些事件的现象,讨论了它们的产生机制。     

太阳射电频谱仪超高时间分辨率观测的新结果

国家天文台分米波太阳射电频谱仪用新的观测模式获得太阳射电频谱的一些新的观测现象。新的观测模式频率在1．1—1．34GHz范围，时间分辨率是1．25ms；正常的观测模式下频率在1．1—2．06GHz范围，时间分辨率是5ms。在两种模式下频率分辨率为4MHz。发现窄带Ⅲ型爆发（“blips”）斑马纹（Zebra）和纤维结构（Fiber）中的超精细结构和一些新的精细结构。这些新的结果有助于深入理解在太阳耀斑期间低日冕中能量的释放和转移，也为拟建中的太阳射电频谱日像仪提出了新的要求。     

在分米波段太阳射电Ⅲ型爆发的观测特征

本文叙述了分米波段Ⅲ型爆发的观测结果（１９９７ ．１１９９８ ．４） 。对５０ 个事件分析后,获得了单峰,多峰,群集和负吸收微波Ⅲ型爆发     

太阳射电三频率高时间分辨率三年同步观测的结果

本文总结了1987年2月到1989年12月三波段(1.42GHz、2.84GHz和4.0GHz)高时间分辨率同步观测的资料,介绍了各波段尖峰辐射出现的频次、持续时间以及与射电爆发、光学耀斑和X射线爆的统计关系.     

微波Ⅲ型爆发在1-2GHz太阳射电快速频谱仪上的观测

叙述了１９９７年１月至１９９８年４月,使用北京天文台７ｍ射电望远镜在１－２ＧＨｚ频率上观测的微波Ⅲ型爆发的分析结果．共分析６０个事件,获得了单峰、多峰、群集和负吸收微波Ⅲ型爆发的四种型别．通过对它们的频宽、频漂、偏振等重要参量的分析,初步得出微波Ⅲ型爆发在１－２ＧＨｚ上的一些基本特性．     

遮挡效应的太阳射电观测和仿真

遮挡效应是多天线复杂系统设计一个重要考虑因素。国家重大科技基础设施项目子午工程二期建设完成后,明安图台站各类天线总数将达到373套。受限于测试场地、模型复杂度和计算量,特别是对电大尺寸障碍物的遮挡效应通常很难实测和预测。明安图台站太阳射电望远镜(Mingantu Solar Radio Telescope, MST)在2017～2020年S, C和X频段的观测数据显示了以20 m天线和远方丘陵为障碍物的遮挡效应,并可以分为天线、大气和丘陵3个不同特性区域。基于ITU-R P.526-15建议书单刃峰绕射损耗预测方法,进行20 m天线反射面仿真建模和近似计算。观测和仿真结果显示,绕射损耗随频率变化趋势基本一致,遮挡效应与波长、障碍物特性及其相对源和接收天线的距离和角度、接收设备的天线波束和动态范围等有关。     

一个复杂太阳射电爆发及其微波源和远紫外冕环特征的初步研究

利用太阳射电宽带频谱仪(0．7-7．6GHz)于2001年10月19日观测到的复杂太阳射电大爆发，呈现出许多有趣的特征，结合NoRH(Nobeyama Radio Heliograph)的高空间分辨率射电成像观测及TRACE(Transition Region and Coronal Explorer)在远紫外(EUV)波段的高空间分辨率成像观测资料，分析了该爆发的射电频谱特征和微波射电源的演化以及它们与复杂的EUV日冕环系统的关系，该爆发是一个双带大耀斑的射电表征．前一部分以宽带(从厘米到米波)爆发为主，机制是回旋同步辐射，所对应的是环足源的辐射；后一部分以窄带(分米到米波)分米波爆发为主，机制是等离子体辐射和回旋共振辐射的联合，对应的是环顶源的辐射。     

不同速度日冕物质抛射的多波段射电观测特征

比较了12个日冕物质抛射(CME)事件, 发现它们可以分为两类, 其中分别是快速(＞1000 km/s)和慢速(≤800 km/s)各6个事件, 发现这2类CME事件分别对应于不同的多波段射电辐射类型和不同的日冕磁位形.本文定性地分析了这二个类型的射电爆发的产生过程,指出多重磁极和双磁极结构可能是分别产生二类CME和二类多波段射电爆发类型的原因,并涉及到"磁崩溃"模型与多重磁结构的关系.讨论了CME的不同速度可能是造成多波段不同射电爆发的主要因素,并指出快速或慢速的CME可能取决于日冕的多重或双重磁结构.     

用于射电天文数字频谱仪的新进展

根据在射电天文频谱观测中出现的新需求,介绍了近年来数字技术的新进展.达到GHz采样速率的多位高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)、海量数字处理芯片现场可编程门阵列(Field Progxammable Gate Array,FPGA)以及运行在这些芯片上的并行快速傅里叶变换知识产权(Fast Fourier,Transform Intellectual Property,FFT IP)内核,结合高性能数据总线的系统集成,为射电天文构建新型FFT频谱仪提供了可能的技术选择.与现有其他类型频谱仪相比,集成了这些新技术的数字型FFT频谱仪有更大的带宽、更高的谱分辨率、更高的动态范围和整体稳定性,此类频谱仪的出现显示了射电频谱技术已经进入了新一代数字技术应用的阶段.