新疆110米射电望远镜概念设计

中国射电天文正处于蓬勃发展的时期，新疆天文台提出建设110米口径射电望远镜，充分发挥新疆的地理位置与无线电环境的优势，与国内其他射电望远镜的布局发挥互补效应，适应我国大仪器少、课题多的现状，最大程度上满足我国射电天文发展的需要。其建设与投入科学研究将进一步推动国内高精度脉冲星观测研究与脉冲星应用研究、恒星形成与演化研究、活动星系核、宇宙暗物质和结构形成研究、高精度VLBI研究、巡天发现更多的未知天体等研究。.110米射电望远镜的建设是国际首创，国内在大口径射电望远镜建设方面储备了一定技术力量，积累了一定经验，但还存在相当的不足。各方面关键技术的研究与技术储备还处在起步阶段，因此在110米望远镜建设前期，本项目提出开展天线结构与天线测量、接收机及数字终端等方面的概念设计与关键技术研究，在充分调研国际相关领域研究与发展前沿的基础上，通过自主创新与国际合作方式，使望远镜技术方案到达国际前沿。

本项目就新疆110米全方位、可转动射电望远镜系统展开概念设计。针对大口径天线所必须面对的若干关键问题，课题组展开了认真细致的研究工作，较好完成了项目研究内容，主要有：1) 完成了天线系统概念设计与天线测量系统设计，包括天线结构形式、轨道及其焊接、天线滚轮方案、面板方案、馈电方案、天线伺服及控制软件、焦点校准方案、天线指向测量、离焦全息测量，射频干扰方案；2) 结合QTT接收机系统所需覆盖的频段范围，在调研国外射电天文宽带接收机技术进展基础上开展了基于宽带、高速数字采样、信号光纤传输等技术的接收机概念设计。针对不同频段宽带馈源/极化器技术等开展调研，完成了相关频段馈源的设计和仿真，并对四脊极化器进行了仿真设计。3) 完成了目前国际上主流的基于FPGA、GPU和CPU融合技术的多功能数字终端概念设计，根据110米天线项目整体方案及前端接收机方案，制定了望远镜终端的初步方案，包括了：多功能数字终端、VLBI终端、多波束数字终端、天线测量终端、脉冲星终端、谱线终端、连续总功率终端以及终端控制软件。.依托本项目，组织召开了“高灵敏度微波接收技术研讨会”，第429次香山科学会议“天体物理新视野和大口径射电望远镜”，讨论QTT科学目标与关键技术，以凝练科学目标、培养用户团队、探讨合作机制。召开QTT国际专家咨询会，项目组报告了QTT科学目标需求、技术指标、技术方案等，与会专家进行了认真详细讨论，并对项目进展、科研团队予以高度评价。召开了“Science and Technology for Large Radio Telescopes”国际会议，国内外专家就大口径天线未来可做的科学和满足科学目标所需的技术努力展开讨论，并初步达成相关共识为未来开展科学技术全方位合作打下基础。在研期间邀请了国外专家来台访问及报告3批次，课题组相关人员参加国内外学术会议并做口头报告超过25次。完成了大口径射电望远镜结构仿真、大口径射电望远镜高精度指向控制方法等研究报告11份，相关学术论文正在刊发中。一批年轻科研人员通过该项目得到锻炼，必将成为新疆110米建设的主力军。本报告全面回顾目前工作的开展情况。