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.     

射电天文相控阵馈源技术发展综述

相控阵馈源是近年在射电天文领域新兴的一种阵列天线接收系统,在射电望远镜焦平面上以矩形、六边形等方式排布电小天线单元阵列.通过波束合成对各个阵元施加不同的激励,调控各个阵元的幅度与相位,使得各波束相互交叠、相位中心紧密相邻,从而能够对焦平面区域进行完全采样,实现连续的视场覆盖以提高巡天效率.从焦平面阵列出发,对比介绍了相...     

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。     

射电天文台址常驻电磁干扰检测与识别方法

为有效统计射电天文台址常驻电磁干扰的变化,提高实时电磁环境监测效率,提出一种基于先验信息的常驻电磁干扰信号检测与识别方法.首先通过信噪分离,信号能量估值从电磁环境历史监测数据中提取移动通信,地面数字电视等常驻大信号的中心频率、极化方式、来波方向等特征,经对无线信号传播信道的衰落方式进行分析,提出信号能量模型服从的分布函数假设并采用K-S检验验证该假设,合理设置能量阈值,建立信号模板库.其次,根据信号模板库中的信号特征对实时频谱数据进行双门限能量检测、信号相关性识别,从而提高信号检验的准确率,实现了常驻信号的快速统计.针对射电天文台址实测频谱,运用该方法能够有效识别并统计频谱中的常驻信号,从而为台址干扰缓解策略制定提供重要依据.     

快速射电暴观测数据干扰缓解方法研究

从海量的天文观测数据中快速搜寻罕见的快速射电暴(Fast Radio Burst, FRB)事件, 干扰缓解是其中一项关键而具有挑战的工作. 射频干扰(Radio Frequency Interference, RFI)会淹没真实的天文事件, 还会导致搜寻管线输出大量的假阳性候选体. 由于干扰来源及其种类的复杂性, 目前并没有一种通用的方法可以解决这个问题. 为了降低干扰对FRB观测搜寻的影响, 分析和研究了南山26m射电望远镜L波段观测数据中的干扰情况, 针对主要的窄带干扰和宽带干扰建立了3层次的干扰缓解处理流程, 从而有效缓解了观测数据的干扰污染情况. 将该流程嵌入到FRB色散动态谱搜寻(Dispersed Dynamic Spectra Search, DDSS)管线中, 实验结果表明, 搜寻管线的检测率和检测精度得到了进一步的提高. 该方法为FRB观测数据干扰缓解处理提供了有价值的参考.     

脉冲星参数统计和演化

统计分析了目前发现的几种脉冲星的自转周期和表面磁场以及空间的分布情况,揭示出毫秒脉冲星比普通射电脉冲星、LMXB(低质量X射线双星)比HMXB(高质量X射线双星)的空间分布要更加弥散;孤立毫秒脉冲星自转周期分布的峰值为4.7 ms,而普通脉冲星的相应值为0.6 s,双星中毫秒脉冲星这一值为3.5 ms; FERMI脉冲...     

脉冲星脉冲宽度的测量方法

脉冲宽度的测量方法有几种.最常用的脉冲宽度有W_pp（两峰值点的间距）、W₅₀（最高峰值强度50%处的宽度）和W₁₀（最高峰值强度10%处的宽度）.另外,还有测量两个最外成分各自强度50%处的宽度W_c50和各自强度10%处的宽度W_c10.利用16颗双锥峰脉冲星和7颗核锥三峰脉冲星样本在1.4 GHz的脉冲轮廓数据,测量了5种脉冲宽度.利用有磁倾角α和撞击角β数据的脉冲星,导出了对应的辐射束半径ρ,并验证其与脉冲星周期P之间的关系ρ∝P^-0.5.通过比较5种脉冲宽度导出的ρ与P关系的好坏,发现最外成分之间的宽度比前面3种宽度更好,其中W_c50宽度得出的相关关系最好.由此认为W_c50是最能反映辐射束宽度的测量值.还讨论了脉冲轮廓的对称性,发现后随的锥辐射成分与先导的锥辐射成分相比,更靠近核心辐射成分,两个锥辐射成分的宽度在统计上基本相同.     

Spectral Properties of Anomalous X-ray Pulsars

We examine the spectra of the persistent emission from anomalous X-ray pulsars (AXPs) and their variati on with the spin-down rate Ω. Based onan accretion-powered model, the influences of both the magnetic field and the mass accretion rate on the spectral properties of AXPs are addressed. We then investigate the relation between the spectral property of AXPs and mass accretion rate M. The result shows that there exists a linear correlation between the photon index and the mass accretion rate: the spectral hardness increases with increasing M. A possible emission mechanism for the explanation of the spectral properties of AXPs is also discussed.     

A Two—Temperature Supernova Fallback Disk Model for Anomalous X—ray Pulsars

We present a case study of the relevance of the radially pulsational instability of a two-temperature accretion disk around a neutron star to anomalous X-ray pulsars (AXPs). Our estimates are based on the approximation that such a neutron star disk with mass in the range of 10^-6-10^-5M⊙ is formed by supernova fallback. We derive several peculiar properties of the accretion disk instability: a narrow interval of X-ray pulse periods; lower X-ray luminosities; a period derivative and an evolution time scale. All these results are in good agreement with the observations of the AXPs.     

年轻脉冲星周期-磁场分类及演化

年轻脉冲星多处于超新星遗迹(Supernova Remnant, SNR)中, 其分为转动供能脉冲星(Rotation-powered SNR-PSR)、磁星(Magnetar)和中心致密天体(Central Compact Object, CCO), 这3类年轻脉冲星有着不同的自旋周期及磁场强度分布. % 其中, 遗迹磁星(SNR-Magnetar)的平均自旋周期比转动供能遗迹脉冲星大近一个量级, 平均磁场强度高近两个量级. % 同时, 中心致密天体比转动供能遗迹脉冲星的平均磁场强度低近两个量级. % 这3类年轻脉冲星不同的物理性质, 可能源于其不同的前身星或不同的超新星爆发过程, 也可能源于其中子星诞生后的不同演化过程. % 此外, 转动供能遗迹脉冲星比年轻的转动供能非遗迹脉冲星具有更快的平均自旋周期、更大的平均磁场强度和更短的平均特征年龄. % 这暗示新诞生的中子星经时间约为$10^5$--$10^6$yr的演化过程, 其自旋速度将减小近一半, 同时其磁场强度也将衰减近一半.     

Scintillation Dynamic Spectra and Transverse Velocities ofSeven Pulsars

Using a pulsar timing system developed at Urumqi Astronomical Observatory‘s 25-m telescope, we observed scintillation dynamic spectra for seven pulsars at the relatively high frequency of 1540 MHz over a wide frequency band of 320 MHz. Averaging observations at different epochs, we obtain time scales and decorrelation bandwidths for diffractive scintillation and show that these imply a power-law index for the electron density fluctuation close to 4.0. Assuming this value and that the scattering disk is approximately midway between the pulsar and the earth, we compute transverse velocities for the seven pulsars. These values are generally in good agreement with the proper motion velocities.