中文

超高能观测载荷（PUEO）球载中微子探测器的触发系统

天体物理仪器与方法 2026-07-06 v1 高能天体物理现象 高能物理 - 实验 仪器与探测器
作者: Q. Abarr , J. Alfaro , P. Allison , J. Alvarez-Muñiz , T. Anderson , H. Barnett , A. Basharina-Freshville , J. J. Beatty , L. Beaufore , D. Z. Besson , M. Betts , R. Bose , D. Braun , B. Chamanbahar , P. Chen , Y. Chen , J. M. Clem , T. Coakley , A. Connolly , L. Cremonesi , A. Cummings , P. Dasgupta , C. Deaconu , J. Flaherty , C. Godden , P. W. Gorham , C. Hornhuber , J. Hoffman , K. Hughes , A. Hynous , A. Jung , A. M. Kofman , Y. Ku , D. Kullgren , C. -Y. Kuo , P. Linton , L. Lisalda , T. C. Liu , W. Luszczak , S. C. Mackey , Z. Martin , K. McBride , C. Miki , J. Nam , R. J. Nichol , A. Novikov , A. Nozdrina , E. Oberla , S. Prohira , H. Pumphrey , D. Radomski , B. F. Rauch , R. Scrandis , D. Seckel , M. F. H. Seikh , J. Shiao , G. Simburger , J. Tutt , A. G. Vieregg , S. -H. Wang , D. Washington , C. Welling , P. Windischhofer , S. A. Wissel , C. Xie , J. Yao , R. Young , E. Zas , A. Zeolla
在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

超高能观测载荷（PUEO）是一种 NASA 球载仪器，用于通过 Askaryan 效应或上行簇射的地磁辐射探测能量高于 1017.5 eV10^{17.5}~\textrm{eV} 的超高能（UHE）中微子。PUEO 的主仪器触发系统是一个全数字超采样率波束形成器，基于 24 个 Xilinx 射频片上系统（RFSoC）数字化仪，采样 192 个通道，工作频率为 3 GSa/s3~\textrm{GSa/s}，系统时钟频率为 375 MHz375~\textrm{MHz}。该触发系统实现了频段调节、动态射频干扰（RFI）抑制和匹配滤波，重点在于在保持灵敏度的同时进行优化以降低功耗和资源使用。该系统实现了总共 48 个合成天线波束，每个波束最多包含 8 个天线，覆盖天顶角约 25∘25^\circ 和方位角约 60∘60^\circ 的范围。飞行前测试表明，在使用模拟信号时，触发性能达到约 1.5 的最小信噪比（SNR），同时触发逻辑的功耗在 5−7 W5-7~\textrm{W} 之间。

关键词

PUEO 中微子探测器 触发系统 球载仪器 超高能中微子 数字波束形成器

引用

@article{arxiv.2607.05285,
  title  = {Trigger system for the Payload for Ultrahigh Energy Observations (PUEO) balloon-borne neutrino detector},
  author = {Q. Abarr and J. Alfaro and P. Allison and J. Alvarez-Muñiz and T. Anderson and H. Barnett and A. Basharina-Freshville and J. J. Beatty and L. Beaufore and D. Z. Besson and M. Betts and R. Bose and D. Braun and B. Chamanbahar and P. Chen and Y. Chen and J. M. Clem and T. Coakley and A. Connolly and L. Cremonesi and A. Cummings and P. Dasgupta and C. Deaconu and J. Flaherty and C. Godden and P. W. Gorham and C. Hornhuber and J. Hoffman and K. Hughes and A. Hynous and A. Jung and A. M. Kofman and Y. Ku and D. Kullgren and C. -Y. Kuo and P. Linton and L. Lisalda and T. C. Liu and W. Luszczak and S. C. Mackey and Z. Martin and K. McBride and C. Miki and J. Nam and R. J. Nichol and A. Novikov and A. Nozdrina and E. Oberla and S. Prohira and H. Pumphrey and D. Radomski and B. F. Rauch and R. Scrandis and D. Seckel and M. F. H. Seikh and J. Shiao and G. Simburger and J. Tutt and A. G. Vieregg and S. -H. Wang and D. Washington and C. Welling and P. Windischhofer and S. A. Wissel and C. Xie and J. Yao and R. Young and E. Zas and A. Zeolla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05285},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages, 11 figures, submitted to IEEE Transactions on Nuclear Science