面向亚毫米天文学的 CCAT：基于 FPGA 的多速率 DSP —— 改进 MKID 读取的多路分段合成滤波器

下一代亚毫米/亚毫米/far-IR 天文学将在很大程度上依赖于先进的数字信号处理（DSP）技术。Fred Young Submillimeter Telescope（FYST）的 Prime-Cam 仪器特点是拥有目前最大规模的亚毫米探测器阵列，采用 novel overlap-channel polyphase synthesis filter bank（OC-PSB）对探测器进行 AC 偏置，实现于最先进的 Xilinx 射频系统芯片（RFSoC）上的实现。这一设计不同于传统的波形查找表（LUT）存储，允许实时、动态信号生成，提升可用带宽和动态范围，并为微波动力学电感探测器（microwave kinetic inductance detector, MKID）跟踪提供了可能。结果表明，OC-PSB 在维持关键性能指标（如信噪比，signal-to-noise ratio, SNR）的同时，还提供了可扩展性等额外优势。本文将讨论 DSP 设计、RFSoC 实现以及实验室性能，展示 OC-PSB 在亚毫米波天文学 MKID 读取系统中的潜力。