15、探索无线电天文学与磁流变盘式制动器的创新发展

探索无线电天文学与磁流变盘式制动器的创新发展

1. 无线电天文学科普教育新平台

传统上，人们主要通过肉眼和光学望远镜认识宇宙。但实际上，天体发射的电磁辐射范围很广，从射电波段到高能波段都有。卡尔·央斯基发现了来自银河系中心的强射电辐射后，射电天文学逐渐发展成为天文学和天体物理学的一个新分支。如今，借助软件定义无线电、图形编程等先进技术，人们对射电天文学的探索热情日益高涨。

1.1 硬件系统结构

• 天线子系统 ：考虑到便携性和质量，天线不能太大。但天线的有效面积是影响观测灵敏度的关键参数。我们选择观测太阳射电信号、中性氢等强射电源。太阳是地球上可观测到的最强射电源，某些太阳射电爆发事件的通量可达数千 SFU，宁静太阳的通量也能达到几十 SFU。中性氢是宇宙中著名的射电信号，在银河系中心等射电源中，其通量可达数千 Jy。我们设计的天线系统工作在 1GHz 到 2GHz 的 L 波段，能同时接收太阳射电辐射和频率为 1420MHz 的中性氢信号。天线半径为 0.8 米，采用主焦点类型，有效面积近 1 平方米，在 L 波段的增益近 13dB。
• 模拟接收机子系统 ：模拟接收机系统对系统温度性能起着关键作用，会影响观测结果。我们使用噪声系数仅为 0.8dB 的低噪声放大器作为第一级，这会给系统温度带来几十开尔文的影响。同时，在 L 波段会遇到一些射频干扰（RFI），因此使用通带为 1400MHz 到 1700MHz 的带通滤波器来抑制 WiFi、CDMA、GSM 等干扰。
• 软件定义无线电系统 ：SDR 系统集成了采样