FPGA中从线极化到圆极化的转换

背景：射电天文接收机正扩展其频率范围以覆盖大（倍频程）分数带宽，以获得灵敏度和频谱灵活性，这使得设计良好的模拟圆极化器具有挑战性。更好的极化纯度需要在越来越宽的带宽上具有更平坦的相位响应，这最容易通过数字技术实现。由于易于引入完美的正交相移，数字技术能够在任意宽的分数带宽上形成具有完美极化纯度的圆极化。此外，现场可编程门阵列的快速进步提供了所需的高处理能力、低成本、便携性和可重构性，使得数字实现圆极化的形成变得可行。目的：本文探讨了用数字技术实现的圆极化器的性能。方法：我们设计了一个数字圆极化器，其中来自具有本征线极化接收机的中频信号被采样并转换为圆极化。使用注入的噪声信号确定与频率相关的仪器相位差和增益缩放因子，并将其应用于两个线极化以均衡两个极化通道的传输特性。该均衡在512 MHz带宽内的512个频率通道中执行。通过对均衡后的线极化信号进行正交相移和求和来形成圆极化。结果：我们在整个带宽上获得了-25 dB的极化纯度，对应的D项为0.06。结论：该技术使得构建具有本征线极化的宽带射电天文接收机成为可能，以便为VLBI形成圆极化。