数字接收机架构的演进：从 MWA 到 SKA1-Low 及未来
天体物理仪器与方法
2023-01-18 v1
摘要
在电子数字、信号处理、计算与存储技术进步的支撑下，曾在射电天文早期深刻影响望远镜设计的孔径阵列再度兴起。在这些发展之中，一项旨在设计与建造世界最大射电望远镜——平方公里阵列（Square Kilometre Array, SKA）的国际努力正在进行。凭借其 1 平方千米的巨大接收面积，SKA 有望提供无与伦比的灵敏度，并利用技术进步实现复杂接收机，通过天空中多个波束提供大视场。SKA 的众多探路者与前期孔径阵列望远镜工作于 10–300 MHz 频段，已建成并投入运行，以获得关于科学、仪器与功能方面的宝贵反馈。本综述文章明确考察从默奇森宽场阵列（前期望远镜）到 SKA1-Low 的数字接收机架构演进。它突出了模数转换器（ADC）、现场可编程门阵列（FPGA）以及中央处理单元–图形处理单元（CPU-GPU）混合平台的技术进步，复杂的数字信号处理系统围绕这些平台实现高效的信道化器、波束成形器与相关器。文章最后预览了基于射频片上系统（RFSoC）的新一代信号处理平台设计。
引用
@article{arxiv.2301.06707,
title = {Progression of Digital-Receiver Architecture: From MWA to SKA1-Low,and beyond},
author = {Girish B. S. and Harshavardhan Reddy S. and Shiv Sethi and Srivani K. S. and Abhishek R. and Ajithkumar B. and Sahana Bhattramakki and Kaushal Buch and Sandeep Chaudhuri and Yashwant Gupta and Kamini P. A. and Sanjay Kudale and Madhavi S. and Mekhala Muley and Prabu T. and Raghunathan A. and Shelton G. J},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06707},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 4 figures, Accepted for publication in the special issue (2023) on the SKA from the JoAA