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射电天文30~300 MHz频段稀布阵列关键技术分析与研究
引用本文:董亮,张明,谢欢欢,郝兴,刘海文,郭少杰.射电天文30~300 MHz频段稀布阵列关键技术分析与研究[J].天文研究与技术,2023(5):421-437.
作者姓名:董亮  张明  谢欢欢  郝兴  刘海文  郭少杰
作者单位:1. 中国科学院云南天文台;3. 西安交通大学;4. 西安导航技术研究所
基金项目:国家自然科学天文联合基金(U2031133);;国家自然科学基金重点项目(U1831201);;国家自然科学重点专项(11941003);;云南省应用基础研究计划面上项目(2019FB009);
摘    要:30~300 MHz的甚高频(Very High Frequency, VHF)频段是重要的射电天文波段,该频段观测采用天线阵组阵方式。稀布阵列具有空间分辨率高、副瓣电平低以及造价低等优点,进一步的天线阵综合加权可以对天线阵主瓣波束进行有效赋形,对最大旁瓣副瓣(Maximum Side Lobe)电平和远区栅瓣(Far Side Lobe)电平进行抑制。首先回顾了射电天文甚高频稀布阵列研究发展和现状,以及将会遇到的难点,提出了首先优化最优稀布天线阵元排布,进一步提出融合高性能计算平台+FPGA SOPC的稀布甚高频射电天文阵列信号处理结构体系,在图形处理器(Graphics Processing Unit, GPU)或者云计算平台上完成对天线阵各阵元频点加权参数的计算,然后通过高速总线将计算参数下发到前端的信号处理板中,通过FPGA SOPC完成对加权参数的配发。进一步分析计算了多波束情况下的数据率,可以实现实时的参数配置。本文成果为下一步大规模甚高频天线阵架设提供了技术依据。

关 键 词:甚高频  优化算法  稀布阵列  阵列综合  低副瓣
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