Frequency Reference Stability and Coherence Loss in Radio Astronomy Interferometers Application to the SKA
平方公里天线阵（SKA）作为射电天文干涉仪，其频率基准的稳定性要求是由频率基准的不稳定性引起的相干损失的最大可接受程度。本文分析了射电天文台阵频率基准不稳定性的表征与相干损失之间的关系。从阿伦偏差给出的不稳定性特性的相干损失的计算进行了审查。一些实际的方面和局限性进行了分析。
2018-01-16 astro-ph.IM
Development and validation of an astronomy self-efficacy instrument for understanding and doing
本文提出了一种新的天文学自我效能感量表，它由两个因素组成，一个因素与学习天文学内容有关，我们称之为天文学个人自我效能感，另一个因素与天文仪器的使用有关，特别是使用远程机器人望远镜进行数据收集。后者被称为天文学工具自我效能因素。该工具已被测试的可靠性和结构效度。可靠性测试表明，因子1的Cronbachs α为0.901，因子2的Cronbachs α为0.937。通过计算单向方差分析建立结构有效性，适当保护p值，使用与结构外围相关的自变量。这些分析表明，这两个量表具有较高的结构效度。这个天文学的具体工具的发展是一个重要的一步，在评估自我效能感的先驱，调查在天文学领域的科学身份的建设。
2022-04-28 astro-ph.IM physics.ed-ph
Digital Instrumentation for the Radio Astronomy Community
科学时间是服务于天文学界的数字仪器的一个重要品质因数。一个数字信号处理（DSP）社区正在形成，它使用共享的硬件开发、信号处理库和仪器架构来缩短数字仪器的开发时间，并提高各种项目的科学时间。我们建议优先考虑支持这个新兴DSP社区需求的技术开发。在概述了几种依赖数字仪器开发来实现新科学目标的仪器类别后，我们确定了与互操作性和处理灵活性相关的技术将减少射电天文学数字仪器开发的时间、风险和成本的关键领域。这些领域代表了未来十年支持DSP社区通用开源开发的重点。这种技术发展的贡献者可能是DSP社区的支持中心，将通用DSP解决方案作为其自身仪器需求的一部分的科学团体，或从事可能应用于下一代DSP仪器的研究的工程团体。
2009-04-07 astro-ph.IM
Quiet Skies Report: A Primer on Protecting Radio Astronomy in the Age of Satellite Mega-Constellations
本报告旨在指导如何在卫星mega-星座时代保护射电天文，介绍射电天文学的基本概念及干扰管理的工具和方法。
2025-11-30 astro-ph.IM
Radio quiet, please! - protecting radio astronomy from interference
无线电频谱对于天文学研究和其他频谱使用者来说是一种有限且日益宝贵的资源。使射电天文学使用的频带尽可能不受不必要的射频干扰（RFI）至关重要。频谱管理是实现这一目标的工具之一，其目的包括对其他频谱用户发射到射电天文学频带的RFI水平设定监管限制。这涉及与国家、区域和全球各级的监管机构和其他频谱用户进行讨论。全球频谱管理框架由国际电信联盟的《无线电规则》制定，该规则规定，如果干扰使测量的不确定性增加10%，则干扰对射电天文学有害。《无线电规则》每三至四年修订一次，这是一个由四个在频谱管理方面代表射电天文学界利益的组织（IUCAF、CORF、CRAF和RAFCAP）积极参与的过程。这四个组织目前的兴趣和活动范围从保护通过监管措施取得的成果，到展望高频使用和巨型射电望远镜使用的未来。
2009-06-12 astro-ph.IM
A Radio-Frequency-over-Fiber link for large-array radio astronomy applications
介绍了加拿大氢强度测绘实验（CHIME）的425-850 MHz光纤射频（RFoF）链路原型。该设计是基于直接调制的法布里-珀罗（FP）激光器，在环境温度下工作，和单模光纤。分析了RFoF链路的动态性能、增益稳定性和相稳定性。在Dominion射电天体物理天文台为CHIME原型建造的双元件干涉仪上进行的测试表明，RFoF可以成功地用作CHIME望远镜和其他大阵列射电天文学应用的模拟信号传输的成本效益解决方案
2013-10-02 astro-ph.IM
AstroSat - a multi-wavelength astronomy satellite
AstroSat是一颗多波长天文卫星，于2015年9月28日发射。它携带一套科学仪器，用于对天文源进行多波长观测。这是印度在空间天文学方面的一项重大努力，从历史的角度对AstroSat的背景进行了审查。AstroSat的性能验证阶段已经完成，所有仪器都按计划顺利工作。这里还简要介绍了一些科学成果。
2016-08-22 astro-ph.IM
Radio Astronomy Transformed: Aperture Arrays - Past, Present & Future
我回顾了孔径阵列的早期发展及其在射电天文学中的作用。这项技术在20世纪60年代末的消亡，以及抛物面天线兴起的原因也被考虑在内。与安提基西拉机制（见这些会议记录）作为一个失去的技术的相似之处简要介绍。孔径阵列重新进入射电天文学的世界，因为建造一个收集面积为1平方公里的巨大射电望远镜（平方公里阵列，SKA）的想法出现了。信通技术的巨大进步改变了孔径阵列的能力、灵活性和可靠性。在20世纪90年代中期，ASTRON开始开发和实验第一个用于射电天文学的高频孔径阵列瓦片- AAD，OSMA，THEA和EMBRACE。在这些努力的推动下，射电天文学的相控阵馈源（PAF）被发明出来，LOFAR本身成为下一代望远镜和SKA的主要开拓者。与此同时，孔径阵列为射电天文学提供的同样优势已经使碟形天线在许多不同的民用和军事应用中过时了。LOFAR和其他孔径阵列（MWA，LWA和PAPER）的第一次调试结果目前表明，这种技术可以改变射电天文学超过20年的无线电频谱，频率至少达到1.5 GHz。这种“射电天文学的重新发明”对整个SKA的设计和形式具有重要意义。建立一个SKA，只是“类固醇VLA”是根本不够好。就像安提基特拉机制本身一样，我们必须让未来的天文学家感到惊讶-他们和这一代人都应该得到同样的东西。
2012-11-27 astro-ph.IM
Quantum Radio Astronomy: Data Encodings and Quantum Image Processing
本文探索量子图像处理在射电干涉测量中的应用，评估不同量子图像表示并证明其在识别明亮射电源时具备指数级加速优势，同时提出一种用于干涉仪可见度自校准的新型变分量子算法。
2024-02-09 astro-ph.IM
The statistics of low frequency radio interference at the Murchison Radio-astronomy Observatory
我们的特点的低频射频干扰（RFI）的环境在默奇森射电天文台（MRO），选择的位置为平方公里阵列的低频分量。数据收集自位于MRO的BIGHORNS仪器，该仪器记录了2014年11月至2015年3月期间70至300 MHz之间的连续带宽。这些数据经过处理以识别RFI，我们描述了一系列时域和频域的统计数据，包括将RFI占用率和信号功率建模为一系列分布函数，目的是帮助未来的科学家和操作人员进行观测规划。
2016-10-15 astro-ph.IM
Enabling Discoveries: Thirty Years of Advanced Technologies and Instrumentation at the National Science Foundation
在其三十多年的历史中，先进技术和仪器（ATI）计划提供了赠款，以支持地面天文学的技术开发和仪器。通过自动化文献评估和深入的文献综述相结合，我们提出了一个调查ATI资助的研究和评估其对天文学和社会的影响。ATI的获奖确认和文献引用统计数据与不支持技术开发的比较天文学资助计划相当。这两个国家科学基金会资助的项目的引文统计数据都超过了一般天文学文献。许多例子表明ATI支持的研究对天文学的重大，长期影响。作为这一影响的一部分，ATI赠款为许多早期职业研究人员提供了获得关键专业经验的机会。然而，技术发展的时间比个人赠款要长。纵向视角表明，对技术和仪器的投资导致了非凡的科学进步。
2020-06-10 astro-ph.IM
Spectrometers and Polyphase Filterbanks in Radio Astronomy
这篇评论介绍了光谱仪，并讨论了它们在射电天文学中的应用。虽然介绍了各种技术，但特别强调数字系统。讨论了三种不同类型的数字光谱仪：自相关光谱仪、傅里叶变换光谱仪和多相滤波器组光谱仪。鉴于多相滤波器组的日益普及和显著优势，本文将详细介绍多相滤波器组。不同的光谱仪技术的相对优势和劣势进行了比较和对比，并提出了实施考虑。
2018-05-09 astro-ph.IM
Quantum Radio Astronomy: Quantum Linear Solvers for Redundant Baseline Calibration
针对未来大型射电望远镜海量数据处理受限于传统计算资源的问题，研究探索了在NISQ计算机和量子退火机中使用变分量子线性求解器与组合求解器进行冗余基线校准的可行性，证明其有效但受限于当前量子硬件。
2023-10-18 astro-ph.IM
Polarization in Low Frequency Radio Astronomy
本章介绍低频射电天文学中偏振测量的概念。在这种情况下，无线电波通常不是原子或分子跃迁谱线的特征，而是通过电磁辐射释放自由能的不稳定粒子分布函数的特征。由于射电源区通常是磁化的，传播介质（至少靠近源）是各向异性的，极化取决于局部磁场方向、传播模式和传播方向。
2019-01-11 astro-ph.IM
TeV Instrumentation: current and future
在过去的20年里，TeV天文学从一个刚刚起步的领域，只有少数来源成为一个完全发展的天文学学科，扩大了我们对各种类型的TeV伽马射线源的知识。这一进展主要是由于目前正在运行的仪器：成像大气切伦科夫望远镜，表面阵列和水切伦科夫探测器。此外，我们正处于下一代仪器的边缘，性能参数有相当大的飞跃。本文总结了TeV天文仪器的现状，主要集中在不同类型的仪器和分析挑战的比较，以及提供了一个展望未来的装置。TeV伽马射线观测的不同技术的能力和局限性进行了讨论，以及协同作用，以其他波段和信使。
2022-01-21 astro-ph.IM
Real-time stream processing in radio astronomy
现代射电天文学的一个主要挑战是处理宽带接收器产生的大量数据。如此大的数据速率通常对于单个设备来说太大了，因此处理必须在并行工作的多个设备上进行。这些设备必须协同工作，以实时处理传入的数据，将数据量减少到可管理的大小，并输出科学就绪的数据产品。本章的目的是对射电望远镜的数字系统通常是如何实现的进行了广泛的概述，重点是在多个计算设备上的实时流处理。
2019-12-19 astro-ph.IM
Radio astronomy in Africa: the case of Ghana
南非通过Hartebeesthoek射电天文台（HartRAO）在非洲射电天文学方面发挥了主导作用。它继续与目前的七碟MeerKAT前体阵列（KAT-7）一起取得进展，导致64碟MeerKAT和巨大的平方公里阵列（SKA），将用于变革射电天文学研究。加纳是SKA的非洲合作伙伴，在过去六年中一直接受南非的指导，不久将在射电天文学领域崭露头角。该国将很快拥有一个科学质量的32米碟形天线，它是由一个冗余的卫星通信天线改造而成的。最初，它将配备5 GHz和6.7 GHz接收器，随后将配备1.4 - 1.7 GHz接收器。该望远镜的设计目的是作为单碟观测台使用，并参加正在发展的非洲甚长基线干涉测量网络和欧洲甚长基线干涉测量网络。加纳被指定在可能的SKA第2阶段期间主办一个远程台站。该国位于赤道以北5度的位置使其具有独特的优势，可以看到整个银河系和几乎整个天空。在这篇文章中，我们介绍了加纳在射电天文学领域的情况，以及工程师和天文学家即将开展的科学/技术。
2015-04-06 astro-ph.IM
A Wideband, Four-Element, All-Digital Beamforming System for Dense Aperture Arrays in Radio Astronomy
密集排列的全数字孔径阵列是平方公里阵列（SKA）射电望远镜所需技术开发的一个关键领域。数字孔径阵列的实时信号处理系统的设计是目前世界范围内探路者项目的核心挑战。我们描述了这样的工作的中期结果;一个分层的，频域波束形成架构，用于合成从数字孔径阵列的宽带天线馈源的天空波束。
2010-01-12 astro-ph.IM
Data Models for Radio Astronomy in the VO
数据模型是自动数据处理的重要组成部分，但在试图将来自许多不同数据源的数据联系在一起时更是如此，国际虚拟天文台就是这种情况。在这次演讲中，我们将回顾IVOA中使用的不同数据模型，数据建模工作的哪些部分仍然不完整，特别是在无线电波段，以及AMIGA小组在IVOA数据建模工作组内所做的工作，以克服缺少数据模型和支持射电天文学的缺点。
2009-01-16 astro-ph.IM
Community Paper on Radio Astronomy Infrastructures
近年来，由于数字技术和处理速度的进步，新技术的发展以及新的强大设施的前景，射电天文学经历了惊人的进步。LOFAR是世界上最大的望远镜，它扩展了低频的经典射电窗口。ALMA开启了毫米波长的新时代，计划中的SKA将彻底改变宇宙科学，远远超出传统天文学的限制。射电天文学研究在分辨率、灵敏度和图像保真度方面取得了飞跃。在德国，社区可以获得一流的设施和培训机会。Effelsberg望远镜仍然是厘米波段射电天文学研究的旗舰，并作为新技术的测试平台，LOFAR显着扩大了德国社区，现在包括六个德国站和一个由GLOW财团协调的LOFAR长期档案。SKA将在未来十年成为一个变革性的天文设施，德国社会期待着广泛参与SKA支持的研究。
2018-02-23 astro-ph.IM
Adaptive selective sidelobe canceller beamformer with applications in radio astronomy
我们提出了一种新的算法，适用于使用移动和合成孔径阵列成像的参数估计。新方法的结果在更高的分辨率和更准确的估计比常用的方法时，强干扰源存在的内部和外部的视野（地面干扰，混淆源）。
2010-08-30 astro-ph.IM
Space Radio Astronomy in the next 1000001 (binary) years
射电天文学和积极探索太空是同行：两者都始于20世纪30年代的爱好者的努力，并在20世纪40年代至50年代获得了重大的技术推动。因此，为了在这个非常特别的会议上进行简短的回顾，将这些人类努力的年龄估计为1000001（二进制）年是公平的。这些年来，射电天文学家和空间探索者做出了许多富有挑战性和富有成效的协调努力。在这些成就中，可以提到几个非常成功的星载CMB观测站、三个轨道VLBI飞行任务、在迄今为止对地球观测者关闭的频谱窗口进行无线电观测的第一个例子，以及许多尚待实施的倡议，这些倡议正处于走向世界所有主要空间机构发射台的不同阶段。在这篇评论中，我将给出一个鸟瞰图的面向空间的射电天文学过去的成就，并放大到几个项目和想法，将进一步推动射电天文学的存在到人类的空间议程在未来1000001（二进制）年。根据这次会议的主题，重点将放在VLBI和SKA的空间前沿。
2012-10-30 astro-ph.IM
Modelling steerable beams of satellite constellations for radio astronomy impact studies
SKA Observatory（平方公里阵列望远镜观测台）；IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference（国际天文学联合会暗静天空保护中心）；Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology（翁萨拉空间天文台，查尔姆斯理工大学）
本文提出了一种基于模拟和测量数据的方法，用于模拟和估计具有可转向波束模式的卫星辐射模式的百分位数，以研究卫星下行链路对射电天文观测的影响。
2025-03-11 astro-ph.IM
Astrophotonics: astronomy and modern optics
天文学的大部分进步都是由仪器的发展推动的，从第一台望远镜到光纤光谱仪。在这篇综述中，我们描述了天体光子学领域，光子学和天文仪器的组合，有可能推动下一代的发展。我们从已经被确定为可能受益于天文光子设备的科学案例开始。然后，我们将讨论该领域的设备，方法和发展以及它们提供的优势。最后，我们描述了该领域未来可能的发展及其对天文学的影响。
2020-11-08 astro-ph.IM
Alternative Adaptive Filter Structures for Improved Radio Frequency Interference Cancellation in Radio Astronomy
在射电天文学中，来自仅接收射频干扰（RFI）的辅助天线的参考信号可以被修改以在天文学接收器处模拟RFI环境。然后可以从天文信号路径中消除RFI。然而，天文学家通常只需要信号统计。如果RFI统计变化缓慢，则可以以比标准自适应滤波器所需的速率低得多的速率将消除应用于信号相关性。在本文中，我们描述了五个抵消器设置;预相关和后相关抵消器，使用一个或两个参考信号以不同的方式。理论上的残余RFI和增加的噪声水平进行检查，并证明使用微波电视RFI在澳大利亚望远镜紧凑阵列。RFI被衰减到低于系统噪声，至少降低20 dB。虽然双参考消除器比单参考消除器增加更多的参考噪声，但这种噪声是零均值的，只会增加系统噪声，从而降低灵敏度。残留在单参考消除器（但不是双参考消除器）输出中的残余RFI设置非零噪声基底，其不像随机系统噪声那样起作用，并且可能限制可实现的灵敏度。因此，双参考消除器通常会导致更好的消除。双参考前相关抵消器需要双抵消器设置才有用，并给出与双参考后相关抵消器等效的结果。
2010-04-06 astro-ph.IM
Characterization of a dense aperture array for radio astronomy
EMBRACE@Nancay是一种原型仪器，由4608个密集排列的天线元件组成，形成一个完全采样的、未阻塞的孔径。这项技术是为平方公里阵列提出的，具有提供极大视场的潜力，使其成为理想的测量仪器。我们描述的系统，校准程序，并从原型的结果。
2016-02-25 astro-ph.IM
The impact of JPEG2000 lossy compression on the scientific quality of radio astronomy imagery
预计未来射电望远镜（如平方公里阵列（SKA）及其前身）将捕获的大量数据提出了新的数据挑战，包括数据传输和存储的成本和技术可行性。图像和数据压缩将成为减少数据量的重要技术。定量分析了JPEG2000有损小波图像压缩算法对射电天文图像数据质量的影响。通过使用压缩数据评估杜尚源查找器的完整性，可靠性和源参数化来完成此分析。在这里，我们发现JPEG 2000图像压缩有可能去噪图像立方体，但这种效果只在高压缩率下显着，其中源参数化的准确性降低。
2014-06-30 astro-ph.IM
A Cryogenic Ultra-Low-Noise MMIC-based LNA with a discrete First Stage Transistor Suitable for Radio Astronomy Applications
本文提出了一种基于MMIC的低噪声放大器的设计方案。该设计使用分立的100 nm InP HEMT放置在现有的InP MMIC LNA的前面，以降低LNA的整体噪声温度。这种新方法被称为MMIC（T+MMIC）LNA前面的晶体管，具有超过40 dB的增益和9.4K的平均噪声温度，而在8 K的物理温度下，在27- 33 GHz带宽上测量的等效MMIC LNA的平均噪声温度为14.5K。一个简单的ADS模型提供了进一步的见解的低噪声放大器的操作，并讨论了一个潜在的射电天文学应用
2013-10-11 astro-ph.IM
Multidimensional RFI Framework for Characterising Radio Astronomy Observatories
射频干扰（RFI）在历史上一直困扰着射电天文学，随着电子技术的迅速普及和望远镜灵敏度的提高，这种干扰变得更加严重。我们提出了一个多维的概率框架，用于表征周围的无线电天文站点，使用自动标记的数据从阵列本身的RFI环境。我们使用MeerKAT射电望远镜约1500小时的调试数据来说明该框架;产生一个6维阵列，该阵列产生平均RFI占用率以及平均值周围的置信区间作为关键变量（频率，方向，基线，时间）的函数。我们的研究结果提供了MeerKAT RFI环境的第一个详细视图，作为方向，频率，一天中的时间和基线的函数。它们使我们能够跟踪RFI的历史演变，并量化可用于对新RFI发出警报的波动。正如预期的那样，我们发现MeerKAT站点的主要RFI贡献者来自全球定位系统（GPS）卫星，飞行距离测量设备（DME）和全球移动通信系统（GSM）。除了表征RFI环境，我们的方法允许观察员访问RFI的先验概率在任何组合的跟踪变量，允许更有效的观察规划和数据切除。
2020-08-20 astro-ph.IM
The antenna DSA 3 and its potential use for Radio Astronomy
欧洲航天局（欧空局）将在2012年底之前启用其第三个深空天线（DSA 3）。DSA 3将位于阿根廷门多萨省Malarg“ue市附近。虽然该仪器将主要用于与行星际飞行任务进行通信，但其天线和接收器的特性也将使其能够独立地做出领先的科学贡献，并获得很高的科技回报。我们在这里概述的射电天文学使用DSA 3的科学建议。
2011-10-28 astro-ph.IM
Experiences of Commercial Supercomputing in Radio Astronomy Data Processing
本文通过访谈14位澳大利亚科学家和提供者并结合早期案例研究，分析商业HPC在射电天文数据处理中的优势与障碍，指出其在可访问性和可用性方面具有显著优势，但面临系统编程与并行化专业知识不足及科研资助认可缺失等障碍，并探讨了潜在解决方案。
2025-09-22 astro-ph.IM
Replicated Spectrographs in Astronomy
随着望远镜孔径的增加，缩放光谱天文仪器的挑战变得尖锐。下一代超大望远镜（ELT）使光学和工程玻璃坯料的可用性变得紧张，以提供足够的机械稳定性。虽然通过自适应光学打破望远镜直径和仪器瞳孔大小之间的关系是小视场的一条清晰的道路，但利用多路复用优势的测量仪器将被迫找到具有成本效益的解决方案。在这篇评论中，我们认为，利用ELTs的全部潜力，将需要的成本和工程难度的单片仪器的障碍被打破的使用大规模复制的光谱仪。在这个方向上已经迈出了第一步，即将分别为甚大望远镜和霍比-埃伯利望远镜投入使用的MUSE和VIRUS仪器。MUSE使用24个摄谱仪通道，而VIRUS有150个通道。我们比较了这些复制的仪器的信息收集能力与目前最先进的更传统的摄谱仪，并与正在开发的ELTs仪器。复制的设计原则与经验教训一起探讨，我们期待着未来的技术，可以使重复复制的文书更加引人注目。
2014-08-20 astro-ph.IM
Characterising the Performance of High-Speed Data Converters for RFSoC-based Radio Astronomy Receivers
RF片上系统（RFSoC）器件为在单板上实现完整的射电天文学接收器提供了可能性，但集成模数转换器的性能至关重要。我们评估了Xilinx ZU 28 DR RFSoC中数据转换器的性能，这些转换器是12位、8倍交错转换器，最大采样速度为4.096 Giga-sample per second（GSPS）。我们测量了无杂散动态范围（SFDR），信号噪声和失真（SINAD），有效位数（ENOB），互调失真（IMD）和相邻通道之间的串扰在2.048 GHz的带宽。我们都捕获数据进行离线分析与浮点运算，并实现了一个实时的整数运算谱上的RFSoC。ADC的性能足以满足射电天文学应用，在大多数情况下接近供应商规格。我们已经进行了长达100秒的光谱积分和数十小时的稳定性测试，并发现在这些时间尺度上的热噪声限制性能。
2020-11-11 astro-ph.IM
Real-time RFI Mitigation Techniques in Radio Astronomy and Their Practical Limitations
Giant Metrewave Radio Telescope, NCRA-TIFR（巨型米波射电望远镜，NCRA-TIFR）；Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center, National Research Council Canada（赫茨伯格天文学与天体物理学研究中心，加拿大国家研究委员会）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Observatoire Radioastronomique de Nançay (ORN), Observatoire de Paris, Université PSL, Université d'Orléans, CNRS（南锡射电天文观测台（ORN），巴黎天文台，PSL大学，奥尔良大学，法国国家科学研究中心）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie - Effelsberg radio observatory（马克斯·普朗克射电天文研究所 - 埃菲尔贝格射电观测台）
本文探讨了射电天文学中实时射频干扰抑制技术及其实际限制，介绍了过滤、数字处理和智能表面等方法，并强调了跨领域合作的重要性。
2025-12-23 astro-ph.IM
Techniques of Radio Astronomy
本章概述了射电天文学的技术。这项研究始于1931年，当时央斯基发现了宇宙的辐射，但快速进展的时期开始于15年后。从那时到现在，波长范围从几米扩展到亚毫米，角分辨率从度增加到比毫弧秒更精细，并且接收器灵敏度大大提高。今天，孔径合成技术产生的图像与最好的光学设备所获得的图像相当或超过这些图像。除了技术进步，无线电领域的科学发现也为我们打开宇宙的新视野做出了很大贡献。世界各地有许多国家无线电设施。在不久的将来，一个真正的全球无线电观测站的新时代将开始。本章包含了一个简短的历史，该领域的发展，校准程序的细节，相干/外差和非相干/测辐射热计接收器系统，单孔径和干涉仪的观测方法，以及孔径合成的概述。
2011-11-04 astro-ph.IM
Space-based Aperture Array For Ultra-Long Wavelength Radio Astronomy
在过去的十年里，各种射电天文学阵列的兴起，特别是对于100 MHz以下的低频观测。这些发展主要是由有趣和基本的科学问题驱动的，例如通过检测高度红移的21厘米线发射来研究黑暗时代和再电离时代。然而，由于人为干扰、电离层扭曲和10 MHz以下电离层几乎完全不透明，30 MHz以下的地基射电天文学受到严重限制。因此，这个狭窄的光谱带可能仍然是射电天文学中最后一个未探索的频率范围。在这些频率下研究宇宙的一个简单的解决方案是部署一个远离地球电离层的天基天线阵列。过去的各种研究主要受到技术和计算资源的限制，但目前的处理和通信趋势表明并非如此。我们简要介绍了可实现的科学案例，并讨论了选定的方案，如银河系外调查的系统设计。对可能的卫星阵列的各个子系统，如射电天文天线设计、星上信号处理、通信结构和卫星网络的联合空时估计进行了广泛的讨论。根据可扩展阵列和避免单点故障，我们提出了ULW天基阵列的集中式和分布式解决方案。我们强调了各种部署位置的好处，并总结了未来天基无线电阵列的技术挑战。
2015-05-18 astro-ph.IM
Unformatted Digital Fiber-Optic Data Transmission for Radio Astronomy Front-Ends
我们报告的原型集成接收机前端的发展，结合所有的转换从RF到基带，从模拟到数字，从铜到光纤到一个紧凑的组件，与必要的增益和稳定性适合射电天文学应用。本文的重点是一种新型的光纤数字数据链路，它不需要在前端进行格式化，大大降低了天线内数字电子器件的复杂性、体积和功耗，便于与模拟元件集成，和最小化自生射频干扰（RFI）串行数据链路的管理完全在后端基于具有强随机噪声分量的信号的统计特性来执行。通过这种方式，传统数字数据传输所提供的精确性和稳定性的全部好处都可以在射电望远镜焦平面上以更少的开销实现。
2013-05-03 astro-ph.IM
Design, Environmental and Sustainability Constraints of new African Observatories: The example of the Mozambique Radio Astronomy Observatory
莫桑比克射电天文台（MRAO）将成为莫桑比克射电天文学发展的第一个里程碑。MRAO的开发将是参与即将到来的非洲VLBI网络和平方公里阵列项目的准备步骤。MRAO的第一个天线计划用作能力培养和培训设施，并将在南非转换7米电信天线后安装。因此，第一台射电望远镜的设计必须符合当地的光谱和环境限制。此外，还分析了可能包括太阳能和射频干扰控制的电力可用性和长期可持续性。在这里，我们概述了一些设计，环境和电力可持续性的限制。
2013-11-18 astro-ph.IM
Evaluating Direct RF Sampling Performance for RFSoC-based Radio-frequency Astronomy Receivers
本文评估了基于 RFSoC 的射电天文接收机直接 RF 采样性能，指出消除模拟混频电路可简化系统架构、降低尺寸与成本，并总结了高阶 Nyquist 区域直接采样的初步表征结果。
2023-09-14 astro-ph.IM
Spectrum Quietness Metrics for Radio Astronomy
我们审查指标，以评估用于射电天文学的网站的无线电安静。需要简明的指标来比较新望远镜的候选地点，监测现有地点的质量，并设计望远镜在给定的地点工作良好。评估的关键点是最强发射器所需的接收器动态范围和可用于敏感天文测量的预期光谱部分。我们提出了三个度量：（1）总的射频干扰功率，（2）干扰噪声功率比和（3）时间频率占用。这些指标的箱形图总结了大量的信息，突出了干扰信号特性的预期范围，并有助于比较站点和其他感兴趣的因素。我们提供的例子平方公里阵列第一阶段部署在澳大利亚的基础上，为选择这个网站的测量。平方公里阵列将成为世界上最大的射电望远镜。
2014-02-28 astro-ph.IM
GRANDProto300: a pathfinder with richastroparticle and radio-astronomy science case
GRANDProto300（GP300）实验是中微子探测巨型射电阵列（GRAND）项目的第一阶段。它将于2020年至2021年部署在青藏高原边缘海拔$3000\,$ m的无线电静默区，总面积为$200\,$ km $^2$。GP300的主要目标是证明GRAND探测概念的可行性。它将提供一个独特的测试台，以开发和验证新的识别和重建技术，用于从GRAND下一阶段的角度对非常倾斜的空气簇射进行无线电探测。GP300还提出了一个丰富的科学案例，其中包括在30 PeV至1 EeV的能量范围内对宇宙射线和伽马射线空气簇射的精确测量，以及对再电离时代和射电瞬变（如巨型射电脉冲和快速射电暴）的广域调查。
2019-09-11 astro-ph.IM
Performance of the Segment Anything Model in Various RFI/Events Detection in Radio Astronomy
本文评估了SAM及其优化版HQ-SAM在射电天文学RFI检测和太阳射电暴识别中的性能，发现其泛化能力强，在宽带RFI和II/III型射电暴检测上表现优异，有望成为射电天文事件检测的有力工具。
2024-12-06 astro-ph.IM
A survey of spatially and temporally resolved radio frequency interference in the FM band at the Murchison Radio-astronomy Observatory
我们提出了第一次调查的射频干扰（RFI）在未来的网站的低频平方公里阵列（SKA），默奇森射电天文台（MRO），在时间和空间上解决RFI。该调查在FM波段内的1 MHz频率范围内进行，旨在涵盖距离MRO最近和最强的FM发射机（位于Geraldton，约300 km远）。在全天空成像模式下使用工程开发阵列的第二次迭代进行了大约三天，我们发现了一系列RFI信号。我们能够将这些信号分类为：直接从发射机接收的信号，从它们的地平线位置;来自飞机的反射（占据大约13%的观测时间）;来自地球轨道上物体的反射;以及来自流星电离尾迹的反射。我们总共分析了两种偏振下7.92秒时间分辨率的33，994幅图像，角分辨率约为3.5 °，检测到大约四万个RFI事件。MRO环境中RFI的详细分类将使未来详细分析RFI对SKA低射频关键科学的可能影响。
2020-08-13 astro-ph.IM
Introduction to the Special Issue on Digital Signal Processing in Radio Astronomy
天文学的进步与数字信号处理（DSP）的进步密切相关。这期特刊主要关注射电天文学中DSP的进展。该社区的趋势是尽可能使用现成的数字硬件，并利用高性能计算的进步。特别是，图形处理单元（GPU）和现场可编程门阵列（FPGA）正在取代专用电路（ASIC）;高速以太网和Infiniband正在取代定制背板用于互连。此外，为了降低数字工程的障碍，社区已经设计并发布了基于FPGA的通用DSP系统，例如CASPER ROACH板，ASTRON Uniboard和CSIRO Redback板。在这篇介绍性的文章中，我们给出了一个简短的历史概述，总结了最近的趋势，并对未来的发展方向进行了展望。
2017-02-01 astro-ph.IM
The SKA Mid-frequency All-sky Continuum Survey: Discovering the unexpected and transforming radio-astronomy
我们表明，除了具体的科学目标，有一个强有力的情况下进行全天空（即可见的3 π球面度）SKA连续调查，不适合整齐地进入传统的科学案例。历史表明，大多数主要望远镜的最大科学影响（例如，HST，VLA）超出了用于证明望远镜的原始目标。因此，望远镜的设计除了实现特定的科学目标外，还需要最大限度地提高最终的科学生产力。在这一章中，我们指出，全天连续统巡天可能在两个具体方面实现变革性科学：（1）发现意想不到的东西;（2）将射电天文学从小众转变为主流
2014-12-18 astro-ph.IM
The Challenge of Data Reduction for Multiple Instruments on Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy (SOFIA)
SOFIA为数据简化环境的开发提出了一些有趣的挑战，在其初始阶段，将不得不纳入来自七个不同仪器的管道。因此，SOFIA数据简化软件必须运行在各种不同环境中开发的代码，这些环境只会在未来几代仪器中增加。我们调查了三种截然不同的情况下进行流水线数据减少SOFIA：在任务结束后的数据归档自动数据减少，重新管道化的科学数据与更新的校准或最佳参数，和交互式用户驱动的本地执行和分析的数据减少调查。这些不同的模式通常会导致每个仪器团队使用的算法的软件实现非常不同，实际上是SOFIA需要维护的数据简化软件数量的三倍。在这里，我们提出了一个独特的方法，在天文台框架中的所有仪器特定的数据减少软件，并验证了所有三个减少方案以及标准的可视化工具的需求。SOFIA数据简化结构将托管仪器团队在自己的环境中开发的不同算法和技术。理想情况下，整个系统的软件重复最小化，因为仪器团队可以借鉴其他仪器以前向SOFIA提供的软件解决方案和技术。通过这种方法，我们最大限度地减少了为下一代仪器分析和开发新的软件简化管道的工作。我们还探讨了这种方法在软件的可移植性，以不断扩大的科学观众，以及它的能力，以方便使用分布式处理数据减少管道的潜在好处。
2011-01-11 astro-ph.IM
A GPU based single-pulse search pipeline (GSP) with database and its application to the commensal radio astronomy FAST survey (CRAFTS)
我们开发了一个基于GPU的单脉冲搜索管道（GSP），带有候选人归档数据库。GSP基于开源的脉冲星搜索和分析工具包（PRESTO）的基础设施，实现了去色散的GPU加速，并集成了候选存档数据库。我们应用GSP的数据流从射电天文学快速调查（CRAFTS），这导致了准实时处理。集成的候选数据库促进了多个机器学习工具的协同使用，从而提高了对诸如旋转无线电瞬变（RRAT）和快速射电暴（FRB）之类的无线电事件的有效识别。我们首先测试了飞行员CRAFTS观测与快速超宽带（UWB）接收器的GSP。GPS探测到了FAST-UWB覆盖的各个天空区域中的Parkes多波束脉冲星调查中已知的所有脉冲星。GSP还发现了13个新的卫星。我们测得GSP的计算效率比原始PRESTO快约120倍，比PRESTO的MPI并行版本快约60倍。
2021-10-25 astro-ph.IM
Advanced Technologies and Instrumentation and the National Science Foundation
在其三十多年的历史中，先进技术和仪器（ATI）计划提供了赠款，以支持地面天文学的技术开发。从这个计划的研究已经先进的自适应光学，高分辨率和多目标光谱，光学干涉测量和天气调查，仅举几例。以前和正在进行的科学进步跨越了整个天文学领域，从太阳到遥远宇宙的研究。通过文献评估和个案研究相结合，我们提出了一个调查ATI资助的光学红外天文学研究。我们发现，技术发展展开的时间比个人赠款更长。从纵向角度看，技术投资带来了大量的科学成果。
2018-09-05 astro-ph.IM
Tunka Advanced Instrument for cosmic rays and Gamma Astronomy
这篇论文是2018年ISAPP贝加尔湖暑期学校的演讲稿。该讲座概述了通卡先进仪器的宇宙射线和伽马天文学（TAIGA）设施，包括历史介绍，现有和未来的设置描述，以及推广和开放数据活动。
2019-03-18 astro-ph.IM
Readout for Kinetic-Inductance-Detector-Based Submillimeter Radio Astronomy
在亚毫米和远红外波段的天文数据中包含了大量重要的科学信息，包括关于尘埃星系、星系团和恒星形成区的信息;然而，这些波段是天文学中探索最少的领域，因为这类研究涉及技术困难。在过去20年中，为研制亚毫米和毫米波长天文仪器和望远镜作出了相当大的努力。探测器的数量是这类仪器的一个重要特性，也是目前研究的主题。未来的望远镜将需要多达数十万个探测器来满足视场、扫描速度和分辨率方面的必要要求。大像素数是开发使用动态电感检测器（KID）技术的可复用检测器的一个益处。本文介绍了基于KID的仪器的读出电子学的各个方面的发展，该仪器实现了迄今为止在亚毫米/毫米波长成像阵列中实现的最大探测器计数之一：总共2304个探测器。本文中提出的工作已经在多波长亚毫米波电感相机（MUSIC）中实现，这是2013年至2015年期间加州理工学院亚毫米波天文台（CSO）的仪器。
2020-08-27 astro-ph.IM
Assessing The Accuracy Of Radio Astronomy Source Finding Algorithms
这项工作提出了一种方法，用于确定的源查找算法的准确性，为谱线射电天文数据和源查找精度评估（SFAE），一个程序，实现了这种方法。源查找器的准确性是根据其完整性、可靠性和所找到的源的参数化的准确性来定义的。这些值是通过在具有已知源目录的图像上执行源查找器，然后将源查找器的输出与已知目录进行比较来计算的。SFAE的预期用途包括确定在调查中使用的最精确的源查找器，确定特定源查找器能够精确定位的无线电源的类型，以及确定这些算法的最佳参数和改进区域。本文演示了一个样本的精度信息，可以通过这种方法，使用模拟ASKAP数据立方体和杜尚源查找器。
2012-01-18 astro-ph.IM
Scalable Solutions for Automated Single Pulse Identification and Classification in Radio Astronomy
用于科学应用的数据收集正在呈指数级增长，预计很快将达到千万亿字节和艾字节的规模。处理和分析科学数据的应用程序必须具有可扩展性，并专注于执行性能以跟上步伐。在射电天文学领域，除了越来越大的数据集之外，识别来自太阳系外源的瞬时无线电信号等任务的计算成本也很高。我们提出了一个可扩展的方法来无线电脉冲星检测写在Scala的并行候选识别，以利用内存中的任务处理使用Apache Spark的YARN分布式系统。此外，我们引入了一种新的自动多类监督机器学习技术，我们将其与特征选择相结合，以减少候选分类所需的时间。在一个具有15个数据节点的Beowulf集群上进行的实验测试表明，该识别算法的并行实现提供了高达5倍的类似多线程实现的加速比。此外，我们还表明，自动多类分类和特征选择的结合使RandomForest机器学习算法的执行性能平均提高了54%，而该算法正确分类机器人的能力平均降低了不到2%。这些结果的普遍性证明了使用两个真实世界的射电天文数据集。
2018-10-07 astro-ph.IM
The NIKA2 instrument, a dual-band kilopixel KID array for millimetric astronomy
NIKA2（New IRAM KID Array 2）是一款专门用于毫米波天文学的相机，基于KID（Kinetic Inductance Detector）的千像素阵列。探路者仪器NIKA已经展示了最先进的探测器性能。NIKA2在此基础上更进一步，将总像素数提高了$\sim$ 10倍，同时保持相同的每像素性能。在接下来的十年里，这台相机将成为位于内华达山脉（西班牙）的射电天文学研究所毫米波望远镜（IRAM）的常驻测光仪器。在本文中，我们概述了NIKA2的主要组成部分，并描述了实现的探测器性能。该相机已于2015年10月永久安装在IRAM 30米望远镜上。经过一年的试运行期，将于2016年底向科学界开放。届时，NIKA2将成为全球天文学家的基本工具。
2016-01-12 astro-ph.IM
Characterization of a Low-Frequency Radio Astronomy Prototype Array in Western Australia
我们报告的下一代低频射电天文阵列的工程原型的表征结果。这个原型，我们称之为孔径阵列验证系统0.5（AAVS0.5），是一个稀疏的伪随机阵列的16个对数周期天线设计为70-450兆赫。它与Murchison Widefield Array（MWA）位于Murchison射电天文台（MRO），靠近澳大利亚平方公里阵列（SKA）核心站点。我们使用两种方法表征AAVS0.5：天文源的原位无线电干涉测量和基于详细全波模拟的工程方法。由于银河噪声的主导地位和南部天空中容易获得的相对较弱的校准源，小型原型阵列的现场测量具有挑战性。MWA有128个“瓦片”和长达3公里的基线，能够通过无线电干涉测量法进行现场测量。我们目前的阵列灵敏度和波束方向图表征结果和详细的全波模拟比较。我们讨论了两种方法之间存在差异的地方，并提供了改进的可能性。我们的工作证明了双重天文模拟方法在即将到来的SKA设计工作中的价值。
2015-10-06 astro-ph.IM
