四通道可拓展射電數字接收機系統

張 浩，王習東，劉高潮，李吉夏，吳鋒泉，陳學雷

(1. 三峽大學理學院，湖北 宜昌 443002；2. 三峽大學計算機與信息學院，湖北 宜昌 443002；3. 中國科學院國家天文臺，北京 100101)

射電信號觀測是天體物理學不可或缺的重要探測手段，在探索宇宙大爆炸、恒星形成、宇宙物質能量特性等宇宙學問題的過程中發揮著極其重要的作用[1-2]。大氣層存在一個波長覆蓋0.1～104mm的射電觀測窗口[3]，是近年來射電天文快速發展的基礎。雖然地基觀測受大氣層的限制，但由于建造方式經濟，相關技術手段成熟，仍然是射電觀測的主要手段[4]。

射電信號采集與處理系統是地基射電觀測設備的核心部件[5]，目前國外比較具有代表性的射電信號采集與處理系統有美國伯克利CASPER平臺[6]，最新的系統硬件有ROACH-2，SNAP-2和SKA_RAB等，在許多大型射電望遠鏡的數字終端中得到應用，如貴州500 m口徑球面射電望遠鏡和上海天馬望遠鏡均使用ROACH2構建終端系統[7]；其次是歐洲DBBC系列接收機[8]，早在2016年新疆天文臺引進DBBC2系統并參與4 Gb/s速率的數據記錄，助力天文學家對宇宙中更暗弱的射電源開展毫角秒分辨率的成圖觀測；除此之外，還有一些應用于空間觀測的設備，如OLFAR，SURO等[9]。

國內對射電信號采集與處理系統也進行了一些探索，如文[10]設計的單個接收機模塊可通過1 GS/s采樣率對中頻信號(750 MHz)過采樣，實現4通道同步、采集處理及數據的實時傳輸；文[11]研制了高分辨率25～110 MHz天線陣太陽觀測系統；文[12]研發具有自主知識產權的超導成像頻譜儀，服役于德令哈13.7 m望遠鏡，工作頻段為85～115 GHz；……