STRADAViT: Self-Supervised Domain Adaptation of Vision Transformer Backbones for Radio Astronomy
organization= Institute of Space Sciences;Astronomy , addressline= University of Malta , city= Msida , postcode= MSD2080 , country= Malta;organization= School of Physics;Astronomy, Royal Observatory , addressline= University of Edinburgh , city= Edinburgh , country= United Kingdom
本文提出STRADAViT框架,通过自监督迁移学习提升射电天文图像的形态分析能力,实验表明其在多个基准测试中优于ViT-MAE和DINOv2。
2026-09-17 astro-ph.IM cs.CV
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
After the SKA - Radio Astronomy in 2049
平方公里阵列的概念是为了确保射电天文学在21世纪初继续以与前50年相同的令人印象深刻的速度发展。SKA望远镜的设计是为了铺平道路,以更大的灵敏度。那么,该项目面临哪些技术挑战,哪些关键创新将推动SKA的成功?下一个射电天文学大型科学项目会是什么样子?在这篇文章中,作者讨论了未来几十年可能的进步途径,并评论了射电天文学在2049年的地位-作者的第70年(可能是她的退休)。
2012-12-09 astro-ph.IM
The Impact of GSM towers in Radio Astronomy
本研究采用基于概率的多维框架,发现MeerKAT周边GSM基站位置与射电频率干扰高概率相关,但时段与RFI在68%置信水平下无显著关联。
2023-06-16 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
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
Prospects for gravitational wave astronomy with next generation large-scale pulsar timing arrays
下一代射电望远镜,即500米口径球面望远镜(FAST)和平方公里阵列(SKA),将彻底改变基于脉冲星定时阵列(PTA)的引力波(GW)搜索。我们回顾了FAST和SKA的一些特性,以及由此产生的PTA,这些特性与探测来自单个超大质量黑洞双星的引力波信号有关。
2017-11-13 astro-ph.IM
Quiet Skies Report: A Primer on Protecting Radio Astronomy in the Age of Satellite Mega-Constellations
California Institute of Technology(加州理工学院)
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
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
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
Adventures in Radio Astronomy Instrumentation and Signal Processing
本论文描述了几种用于数字化和处理利用射电望远镜收集的模拟天文信号的仪器的设计和实现。现代射电望远镜具有显著的数字信号处理需求,通常使用在现场可编程门阵列中实现的定制处理引擎来最好地满足这些需求。这些需求基本上源于天文学家希望观察的越来越大的模拟带宽,导致需要实时处理大量数据。我们专注于光谱仪的发展,以改善艾伦望远镜阵列,哈特比斯多克射电天文台望远镜,南赛射电望远镜和帕克斯射电望远镜上的脉冲星科学。我们还介绍了我们进行的实时脉冲星计时仪器的发展工作。本论文中所描述的所有工作都是使用加州大学伯克利分校天文信号处理和电子研究中心(CASPER)开发的通用天文处理工具和硬件进行的。我们成功地在几个望远镜上部署了完全采用CASPER技术建造的仪器,这有助于验证CASPER倡导的射电天文仪器开发方法。
2011-09-02 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
Revisiting Hybrid Interferometry with Low-Frequency Radio Astronomy Arrays
无线电干涉测量法最常见的是设计相同的天线或天线阵列。相同的天线假设导致一个方便和有用的数学简化,导致标量问题。一个有趣的变体,这是一个“混合”干涉仪涉及两种设计。我们遇到这种低频天线/阵列原型使用均匀的低频阵列望远镜,如默奇森宽场阵列(MWA)的特性。在这项工作中,我们提出了一个干涉方程,适用于混合天线。所得方程涉及向量内积而不是标量乘法。我们讨论的物理解释和有用的应用程序,这一概念在该领域的灵敏度测量和校准的天线/阵列在测试中使用一个紧凑的校准源。
2017-05-23 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
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
A description of the radio astronomy data processing tool DDF Pipeline
本研究介绍了最初为LOFAR射电望远镜设计、可作为SKA数据处理候选的射电天文数据处理工具DDF Pipeline,并通过粗粒度剖析表征其性能。
2025-09-03 astro-ph.IM cs.DC
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
First supra-THz Heterodyne Array Receivers for Astronomy with the SOFIA Observatory
本文介绍了用于远红外天文学的超太赫兹外差阵列。低频阵列(LFA)设计为使用双极化配置中的2x 7像素基于波导的HEB混频器阵列覆盖1.9-2.5 THz范围。高频阵列(HFA)将使用7像素基于波导的HEB混频器阵列在~4.745 THz处对[OI]线进行观测。本文介绍了这两个阵列的共同设计,冷却到4.5 K,使用闭合循环脉冲管技术。然后,我们展示了第一个具有14个像素(LFA)的阵列的实验室和望远镜表征,最终于2015年5月在SOFIA机载天文台上成功调试,观察到1.905 THz的[CII]精细结构转变。这是天文观测的第一次成功演示,外差焦平面阵列超过1太赫兹,也是第一次在机载平台上运行温度低于4.5 K的高功率闭合循环冷却器。
2015-12-09 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
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
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
Current New Zealand Activities in Radio Astronomy: Building Capacity in Engineering & Science for the Square Kilometre Array
我们介绍了新西兰在射电天文学和无线电工程领域的最新进展,特别关注其他地方没有报道的贡献,这些贡献希望直接或间接地有助于新西兰参与国际平方公里阵列(SKA)项目。我们讨论的SKA项目在新西兰的地位,特别是新西兰平方公里阵列研究和发展财团的活动。
2010-02-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
Coherent Time-Domain Canceling of Interference for Radio Astronomy
射电天文学易受各种人为来源的干扰。在用于减轻这种干扰的许多策略中,相干时域消除(CTC)是理想地允许人们“看穿”干扰,而不是避免干扰或删除受影响的数据。然而,CTC很难实施,也没有得到很好的理解,目前,这一战略没有在任何大型射电望远镜中经常使用。本文介绍了CTC的审查,包括一个新的综合研究的能力和限制CTC使用相关的射电天文学指标,包括干扰功率的分数删除和噪声的增加。这项工作的动机是新一代通信系统的出现,这些系统对射电天文学构成的威胁大大增加,可能会压倒现有的缓解方法。
2022-10-23 astro-ph.IM eess.SP
Radio Astronomy transformed: Aperture Arrays - Past, Present and Future
孔径阵列在射电天文学中起着重要的作用,因为该领域是从卡尔·央斯基在20世纪30年代早期进行的长距离通信测试中出现的。这项技术的根源可以追溯到马可尼,尽管第一台电子扫描仪器直到第二次世界大战前夕才出现。战后,相控阵列对各行各业产生了重大影响,包括天文学和天体物理学。在理解无线电天空的性质方面取得了重大进展,包括脉冲星的发现。尽管这些早期的成功,抛物面天线在很大程度上取代了孔径阵列通过20世纪60年代,直到20世纪末。在诸如信号处理、数字电子学、低功率/高性能超级计算和大容量数据存储系统等领域的技术进步最近导致孔径阵列的使用的实质性复兴,特别是在低于300 MHz的频率下。由简单的天线与市售的低噪声室温放大器组成,孔径阵列具有巨大的收集面积,可以以相对较低的成本合成。多个波束(或多个视场)可以快速形成,并在天空中进行电子操纵。随着天文学家开始努力解决这些新的可能性,下一个目标是看到这些系统移动到更高的GHz频率。工作频率高达1.7 GHz的孔径阵列预计将构成平方公里阵列(SKA)的重要组成部分。
2013-07-01 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
Sensitivity to point-like sources of the ALTO atmospheric particle detector array, designed for $\rm 200\,GeV$--$\rm 50\,TeV$ $γ$-ray astronomy
在为$γ$射线天文学设计的大气簇射阵列的背景下,并在ALTO项目的背景下,我们提出:在专用蒙特卡罗模拟的基础上,研究宇宙射线背景中较重原子核对估计的$γ$射线探测性能的影响,这是一种计算对点状源的灵敏度的方法,以及最后在已知点状源列表上达到可靠检测所需的观测时间。
2023-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Characterization of a 15 $μm$ Cutoff HgCdTe Detector Array for Astronomy
罗切斯特大学红外探测器小组正在与Teledyne成像传感器公司合作,为未来的太空任务开发HgCdTe 15 $μm$截止波长探测器阵列。为了达到15个$μm$截止波长的目标,我们采取了一个中间步骤,开发了4个$\sim$ 13个$μm$截止波长阵列,以确定为近地天体摄像机任务开发的广泛表征的10个$μm$截止波长探测器阵列中与增加截止波长有关的任何不可预见的影响。在罗切斯特大学的$\sim$ 13 $μm$截止波长碲镉汞阵列的表征,使我们能够确定关键的暗电流机制,限制这些碲镉汞探测器阵列的性能在不同的温度和偏置时,截止波长增加。我们目前的初始暗电流和深度测量的15 $μm$截止阵列,显示暗电流值两个数量级小,在大的反向偏置比预期从我们以前的最佳结构。
2019-11-19 astro-ph.IM
Development of 13 $μm$ Cutoff HgCdTe Detector Arrays for Astronomy
在为拟议的近地天体摄像任务成功开发10个$μm$ HgCdTe探测器阵列的基础上,罗切斯特大学红外探测器小组和Teledyne成像系统公司正在共同努力,将HgCdTe探测器阵列的截止波长初步扩展到13个$μm$,最终目标是为空间和地基天文学开发15个$μm$ HgCdTe探测器阵列。碲镉汞探测器阵列的优点是,它们可以在更高的温度下工作,比目前使用的砷掺杂硅探测器阵列在更长的波长。我们在罗切斯特大学的红外探测器团队已经收到并测试了来自Teledyne成像系统的四个13 $μm$探测器阵列,它们具有三种不同的像素设计,其中两种旨在减少量子隧穿暗电流。这些阵列中的一个的像素设计减轻了量子隧穿暗电流的影响,对于该量子隧穿暗电流,我们已经能够在28 K的温度和350 mV的施加偏压下实现90%的像素的至少75 $ke^-$的阱深度,其中中值暗电流为1.8 $e^-/sec$。这些阵列已经证明了令人鼓舞的结果,因为我们向前迈进,延长截止波长到15 $μm$。
2019-09-03 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
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
The Cavendish Computors: The women working in scientific computing for Radio Astronomy
第二次世界大战后几十年剑桥大学卡文迪什实验室射电天文学科学计算历史的讨论。这涵盖了射电天文学孔径合成技术的发展,以及如何使用该大学数学实验室开发的新计算技术:EDSAC,EDSAC 2和TITAN计算机。它着眼于射电天文学小组所取得的科学进步,特别是与稳态假设相矛盾的证据的收集。它还研究了允许建造更大望远镜的软件进步:快速傅立叶变换(FFT)和去网格算法。在整个过程中,妇女的贡献被发现,从他们为科学出版物绘制的图表,通过编程和操作计算机,到撰写科学论文。
2022-07-21 astro-ph.IM cs.CY physics.hist-ph
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
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
A metamaterial with applications in broad band antennas used in radio astronomy and satellite communications
微波频率下的电磁超材料在工业和研究中得到了很好的建立。最近的工作表明,一种特定的金属超材料可以有助于提高射电天文学和卫星电信中使用的喇叭天线的性能。在这篇文章中,我们证明了这一论点,找到了一种创新类型的元环显着的可制造性与潜力,以提高在这些领域的最先进的。然后在实验室中制造和表征由元环形成的开创性元喇叭天线,其在倍频程带宽上显示出优异的特性,特别是在交叉极化方面,这是射电天文学和电信中的关键指标;以及旁瓣电平,回波损耗和增益。
2022-06-15 astro-ph.IM physics.ins-det
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
Spiking Neural Networks for Radio Frequency Interference Detection in Radio Astronomy
International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia(西澳大利亚大学国际射电天文研究中心);School of Physics, Mathematics and Computing, University of Western Australia(西澳大利亚大学物理、数学与计算学院)
本文提出利用脉冲神经网络进行射频干扰检测,通过时间序列分段任务实现高效实时处理,展示了在合成和实测数据上的良好性能。
2025-10-24 astro-ph.IM cs.NE
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
Enhancing the spectral response of filled bolometer arrays for submillimeter astronomy
未来的亚毫米波段天体物理研究任务需要高灵敏度、大视场的探测器。测辐射热计阵列可以在非常宽的频带上满足这些要求。我们描述了一种技术,使测辐射热计阵列,使用四分之一波长腔有一个高的光谱响应在大多数的亚毫米波段。该技术基于在阵列的正面上添加抗反射电介质层。最佳参数(层厚度和到阵列的距离)由2D解析代码确定。该一般原理适用于Herschel PACS测辐射热计(针对60 - 210微米波段进行了优化)。作为一个例子,我们实验证明,PACS阵列覆盖的138微米厚的硅层可以提高光谱响应的一个因素1.7在450微米波段。
2010-11-04 astro-ph.IM physics.ins-det
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