面向 Habitable Worlds Observatory 的微波动力学电感探测器阵列读取——多相滤波器组算法

Habitable Worlds Observatory (HWO) 是一台下一代紫外/可见/红外空间望远镜，将需要能够支持远超以往任务上部署的像素数量阵列的探测器技术。微波动力学电感探测器 (MKID) 通过微波复用提供了可扩展的解决方案，已在使用 Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) 实现实时信号处理的气球载 instrument 中得到验证。MKID 读取的核心元素是多相滤波器组 (PFB) 光谱仪，将分时域信号转换为细分辨率的频率通道，以供后续分析。为满足由新兴科学目标驱动的更宽带宽和更高光谱分辨率需求，高效的 FPGA 实现的 PFB 方法至关重要。本工作展示了当前用于在空间级 FPGA 上部署 PFB 架构的定点数字设计方法的结果。该方法强调在满足严格性能约束的同时实现资源利用和数值精度，从而为未来太空观测站和遥感应用提供可扩展的高分辨率光谱处理能力。