[实用新型]相位阵馈源接收机数字后端设备及相位阵馈源接收机

说明书

本实用新型提供了一种相位阵馈源接收机数字后端设备及相位阵馈源接收机，该相位阵馈源接收机数字后端设备包括数据传输模块、数字信号预处理模块、数据存储模块和波束合成网络模块，该数字信号预处理模块包括集成有多个多通道模拟数字转换器的可编程逻辑门阵列，各多通道模拟信号转换器用于并行转换多路模拟数据得到多路数字数据，可编程逻辑门阵列用于对多路数字数据进行通道化处理，并将通道化处理后的数据发送至数据传输模块；波束合成网络模块，用于根据通道化处理后的数据进行校准或波束合成。本实用新型可以降低硬件成本，并可实现离线波束合成及实时波束合成两种工作模式，高效利用系统存储资源。

技术领域

本实用新型涉及射电望远镜技术领域，具体而言，涉及一种相位阵馈源接收机数字后端设备及相位阵馈源接收机。

背景技术

射电望远镜一般由天线和接收系统两大部分组成，接收系统包括馈源和接收机组件，现有的相位阵馈源(Phased Array Feed，PAF)接收机系统具有高增益、大视场和可控远场方向图等优势。通过并行扩展传统接收机技术可实现PAF数字后端波束合成网络，该方案通过多采样卡并用实现多路射频信号采样，再独立完成多通道数据处理，并同步存储至数据服务器，之后再离线方式下完成波束合成网络的计算。

上述数字后端方案对各路射频信号通道分别采样、独立处理，浪费运算资源且硬件成本高昂。

实用新型内容

本实用新型解决的是现有射电望远镜接收机数字后端方案存在的浪费运算资源且硬件成本高昂的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种相位阵馈源接收机数字后端设备，包括数据传输模块，以及与所述数据传输模块分别连接的数字信号预处理模块、数据存储模块和波束合成网络模块；所述数字信号预处理模块包括集成有多个多通道模拟数字转换器的可编程逻辑门阵列，各所述多通道模拟数字转换器用于并行转换多路模拟数据得到多路数字数据，所述可编程逻辑门阵列用于对所述多路数字数据进行通道化处理，并将通道化处理后的数据发送至所述数据传输模块；所述数据传输模块，用于将所述通道化处理后的数据发送至所述数据存储模块和/或所述波束合成网络模块；所述波束合成网络模块，用于根据所述通道化处理后的数据进行校准或波束合成；所述数据存储模块，用于存储所述通道化处理后的数据，和/或所述波束合成网络模块进行波束合成得到的天文观测数据。

可选地，所述波束合成网络模块包括多个独立的波束合成网络子模块，各所述波束合成网络子模块分别包括计算服务器和多个图形处理器。

可选地，所述可编程逻辑门阵列用于对所述多路数字数据进行通道化处理得到多个子数据包，并通过所述数据传输模块将各子数据包分别发送至所述数据存储模块；各所述子数据包分别包括振子单元的不同通道数据；所述波束合成网络模块用于读取所述数据存储模块内的所述各子数据包，并由各所述图形处理器根据所述各子数据包进行校准，得到各通道各振子单元的加权因子。

可选地，所述可编程逻辑门阵列用于通过所述数据传输模块将各所述子数据包分别发送至所述波束合成网络子模块的各所述图形处理器；所述波束合成网络子模块的各所述图形处理器用于分别根据所述子数据包及所述各通道各振子单元的加权因子进行波束合成，得到天文观测数据。

可选地，当执行校准观测时，所述数据传输模块将所述可编程逻辑门阵列通道化处理后的数据，发送至所述数据存储模块；当执行实时天文观测时，所述数据传输模块将所述可编程逻辑门阵列通道化处理后的数据，发送至所述波束合成网络模块。

可选地，所述数据存储模块包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器的读写速度大于所述第二存储器；所述第一存储器用于存储所述通道化处理后的数据，所述第二存储器用于存储所述天文观测数据。

可选地，还包括射频-网线转换模块；所述射频-网线转换模块用于连接射频传输装置及所述数字信号预处理模块。

可选地，所述数字信号预处理模块还包括至少一个网络设备，所述网络设备与所述数字信号预处理模块通信连接。