近红外天空背景测量仪控制系统和FAST数据处理中若干技术的研究
发布时间：2021-07-12 16:40
天文学的进步与天文望远镜的发展息息相关。从可见光到红外、紫外乃至射电波段,从手持式望远镜到大型望远镜、太空望远镜,人类竭尽所能地通过各种可能的途径探寻宇宙的奥秘。对于地面红外天文望远镜而言,红外天空背景辐射的测量直接关系到望远镜系统的曝光时间、信噪比等指标,对于站址选取也具有十分重要的意义。除此之外,红外侦测、红外制导、红外隐身等技术也依赖红外天空背景辐射的测量。但来自天空的红外背景信号十分微弱,且在对其进行测量时,很容易受到环境干扰信号的影响,我国自主研发的红外天空背景测量系统十分匮乏。本文所述的近红外天空背景测量仪,是为满足以西藏阿里天文台为代表的国内天文台址的实际需求而设计的。该测量仪基于InSb探测器,覆盖了 2.5～5μm红外波段范围。本文围绕测量仪的控制系统,对制冷系统的热仿真和导冷性能、电子学系统,以及主控程序等进行了详细分析,最后通过系统测试及性能分析,对控制系统的整体性能进行了验证。对于射电天文望远镜,由于其数据量远超常规望远镜,对天文数据的自动化处理需求一直十分强烈。作为现今世界上口径最大的单口径射电望远镜,500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-me...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２主要研宄机构所定义的波段范围??
５为黑体的谱辐射强度，ｈ是普朗克常数，是玻尔兹曼常数，Ｃ。为真空??中的光速，Ｖ为辐射电磁波频率，ｒ是黑体温度。谱辐射强度５常用的单位换算??为：??ｌｆｉｊｙ?ａｒｃｓｅｃ￣２?＝?１０－６?ｘ?１０－２６?ｘ?（６４８：１〇ｓ）－２?＾?＇?ｍ￣２?＇?Ｗｚ－１?■?Ｓｒ－１?（２－２）??在２．５￣５＾ｍ波段范围内，有两个光学窗口?Ｌ、Ｍ。它们的中心波长近似值??分别为３．６叫１、４．８叫１，通过（２－１）、（２－２）二式可计算出不同温度的黑体在这两个??波段的辐射强度，结果如图２．２所示。图中横坐标为黑体温度，纵坐标为谱辐??射强度，该图表明黑体的辐射强度与其温度显著相关。??ｉｄ＊?￣??１０＝????．?￣．???＞?＇?？???ＩＳＯ?１９０?２００?２１０?２２０?２３０?２４０?２Ｓ０?２６０?２７０??ＴＯ??图２．２不同温度黑体在Ｌ、Ｍ波段的辐射强度??国际上的许多知名天文站点都进行过长期的红外天空背景测量，图２．３为相??关站点的部分测量数据，与图２．２中的黑体辐射数据对比可知，对于南极（Ｓｏｕｔｈ??Ｐｏｌｅ）天文观测站点，其Ｌ、Ｍ波段数据分别相当于温度约２１５Ｋ、１９０Ｋ的黑体在??对应波段的辐射强度；而对于夏威夷莫纳克亚山（Ｍａｎｎａ?Ｋｅａ）天文台和赛丁泉??（ＳｉｄｉｎｇＳｐｒｉｎｇ）天文台，这一数据则分别与温度约２５５Ｋ、２５８Ｋ的黑体在对应波段??的辐射强度相当。??Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｐ?Ｚｅｎｉｔｈ?Ｓｋｙ?Ｆｉａｔｘ?ｉＮＴＨＮｓｒｒｎａｓ?ｂｒｔｗｂｈｎ?Ｓｉｔｃｓ??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ??Ｓｉｄｉｎｇ?Ｓｐｒｉｎｇ?Ｍａｕｎａ?Ｋｅａ
５为黑体的谱辐射强度，ｈ是普朗克常数，是玻尔兹曼常数，Ｃ。为真空??中的光速，Ｖ为辐射电磁波频率，ｒ是黑体温度。谱辐射强度５常用的单位换算??为：??ｌｆｉｊｙ?ａｒｃｓｅｃ￣２?＝?１０－６?ｘ?１０－２６?ｘ?（６４８：１〇ｓ）－２?＾?＇?ｍ￣２?＇?Ｗｚ－１?■?Ｓｒ－１?（２－２）??在２．５￣５＾ｍ波段范围内，有两个光学窗口?Ｌ、Ｍ。它们的中心波长近似值??分别为３．６叫１、４．８叫１，通过（２－１）、（２－２）二式可计算出不同温度的黑体在这两个??波段的辐射强度，结果如图２．２所示。图中横坐标为黑体温度，纵坐标为谱辐??射强度，该图表明黑体的辐射强度与其温度显著相关。??ｉｄ＊?￣??１０＝????．?￣．???＞?＇?？???ＩＳＯ?１９０?２００?２１０?２２０?２３０?２４０?２Ｓ０?２６０?２７０??ＴＯ??图２．２不同温度黑体在Ｌ、Ｍ波段的辐射强度??国际上的许多知名天文站点都进行过长期的红外天空背景测量，图２．３为相??关站点的部分测量数据，与图２．２中的黑体辐射数据对比可知，对于南极（Ｓｏｕｔｈ??Ｐｏｌｅ）天文观测站点，其Ｌ、Ｍ波段数据分别相当于温度约２１５Ｋ、１９０Ｋ的黑体在??对应波段的辐射强度；而对于夏威夷莫纳克亚山（Ｍａｎｎａ?Ｋｅａ）天文台和赛丁泉??（ＳｉｄｉｎｇＳｐｒｉｎｇ）天文台，这一数据则分别与温度约２５５Ｋ、２５８Ｋ的黑体在对应波段??的辐射强度相当。??Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｐ?Ｚｅｎｉｔｈ?Ｓｋｙ?Ｆｉａｔｘ?ｉＮＴＨＮｓｒｒｎａｓ?ｂｒｔｗｂｈｎ?Ｓｉｔｃｓ??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ??Ｓｉｄｉｎｇ?Ｓｐｒｉｎｇ?Ｍａｕｎａ?Ｋｅａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于HDF5格式的FAST望远镜数据重分布策略[J]. 钟灵,李晖,朱明. 计算机与现代化. 2019(06)
[2]FAST 19波束脉冲星漂移扫描巡天模拟[J]. 刘鹏,王培,李菂,张洁,张蕾,张承民,朱炜炜,岳友岭,代实. 天文学进展. 2018(02)
[3]探测宇宙深空的天眼——射电望远镜[J]. 张岚. 物理通报. 2017(11)
[4]FAST及其科学目标[J]. 南仁东,张博,岳友岭,钱磊,朱明. 现代物理知识. 2017(03)
[5]FAST的VLBI观测与科学[J]. 张波. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(06)
[6]大口径反射面天线技术综述[J]. 杜彪,伍洋,张一凡,刘国玺. 无线电通信技术. 2016(01)
[7]大数据时代的天文学研究[J]. 崔辰州,于策,肖健,何勃亮,李长华,樊东卫,王传军,曹子皇,范玉峰,洪智,李珊珊,米琳莹,裘实,万望辉,王建国,王甲卫,尹树成,郝晋新,薛艳杰,刘梁,陈肖,张海龙,谌俊毅,乔翠兰,苏丽颖. 科学通报. 2015(Z1)
[8]红外探测器材料与器件的发展[J]. 史衍丽. 科学. 2013 (06)
[9]中国射电天文的研究与发展[J]. 杨戟. 中国科学院院刊. 2011(05)
[10]天体测量星表与巡天观测的进展[J]. 金文敬. 天文学进展. 2009(03)
硕士论文
[1]大气红外透过率测量[D]. 陈双远.中国科学院大学(中国科学院云南天文台) 2019
[2]FAST多波束脉冲星漂移扫描巡天模拟与中子星的质量分布研究[D]. 刘鹏.西华师范大学 2018
[3]FAST望远镜灵敏度优化及“回照”方式分析[D]. 王君.贵州师范大学 2017
本文编号：3280273
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２主要研宄机构所定义的波段范围??
５为黑体的谱辐射强度，ｈ是普朗克常数，是玻尔兹曼常数，Ｃ。为真空??中的光速，Ｖ为辐射电磁波频率，ｒ是黑体温度。谱辐射强度５常用的单位换算??为：??ｌｆｉｊｙ?ａｒｃｓｅｃ￣２?＝?１０－６?ｘ?１０－２６?ｘ?（６４８：１〇ｓ）－２?＾?＇?ｍ￣２?＇?Ｗｚ－１?■?Ｓｒ－１?（２－２）??在２．５￣５＾ｍ波段范围内，有两个光学窗口?Ｌ、Ｍ。它们的中心波长近似值??分别为３．６叫１、４．８叫１，通过（２－１）、（２－２）二式可计算出不同温度的黑体在这两个??波段的辐射强度，结果如图２．２所示。图中横坐标为黑体温度，纵坐标为谱辐??射强度，该图表明黑体的辐射强度与其温度显著相关。??ｉｄ＊?￣??１０＝????．?￣．???＞?＇?？???ＩＳＯ?１９０?２００?２１０?２２０?２３０?２４０?２Ｓ０?２６０?２７０??ＴＯ??图２．２不同温度黑体在Ｌ、Ｍ波段的辐射强度??国际上的许多知名天文站点都进行过长期的红外天空背景测量，图２．３为相??关站点的部分测量数据，与图２．２中的黑体辐射数据对比可知，对于南极（Ｓｏｕｔｈ??Ｐｏｌｅ）天文观测站点，其Ｌ、Ｍ波段数据分别相当于温度约２１５Ｋ、１９０Ｋ的黑体在??对应波段的辐射强度；而对于夏威夷莫纳克亚山（Ｍａｎｎａ?Ｋｅａ）天文台和赛丁泉??（ＳｉｄｉｎｇＳｐｒｉｎｇ）天文台，这一数据则分别与温度约２５５Ｋ、２５８Ｋ的黑体在对应波段??的辐射强度相当。??Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｐ?Ｚｅｎｉｔｈ?Ｓｋｙ?Ｆｉａｔｘ?ｉＮＴＨＮｓｒｒｎａｓ?ｂｒｔｗｂｈｎ?Ｓｉｔｃｓ??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ??Ｓｉｄｉｎｇ?Ｓｐｒｉｎｇ?Ｍａｕｎａ?Ｋｅａ
５为黑体的谱辐射强度，ｈ是普朗克常数，是玻尔兹曼常数，Ｃ。为真空??中的光速，Ｖ为辐射电磁波频率，ｒ是黑体温度。谱辐射强度５常用的单位换算??为：??ｌｆｉｊｙ?ａｒｃｓｅｃ￣２?＝?１０－６?ｘ?１０－２６?ｘ?（６４８：１〇ｓ）－２?＾?＇?ｍ￣２?＇?Ｗｚ－１?■?Ｓｒ－１?（２－２）??在２．５￣５＾ｍ波段范围内，有两个光学窗口?Ｌ、Ｍ。它们的中心波长近似值??分别为３．６叫１、４．８叫１，通过（２－１）、（２－２）二式可计算出不同温度的黑体在这两个??波段的辐射强度，结果如图２．２所示。图中横坐标为黑体温度，纵坐标为谱辐??射强度，该图表明黑体的辐射强度与其温度显著相关。??ｉｄ＊?￣??１０＝????．?￣．???＞?＇?？???ＩＳＯ?１９０?２００?２１０?２２０?２３０?２４０?２Ｓ０?２６０?２７０??ＴＯ??图２．２不同温度黑体在Ｌ、Ｍ波段的辐射强度??国际上的许多知名天文站点都进行过长期的红外天空背景测量，图２．３为相??关站点的部分测量数据，与图２．２中的黑体辐射数据对比可知，对于南极（Ｓｏｕｔｈ??Ｐｏｌｅ）天文观测站点，其Ｌ、Ｍ波段数据分别相当于温度约２１５Ｋ、１９０Ｋ的黑体在??对应波段的辐射强度；而对于夏威夷莫纳克亚山（Ｍａｎｎａ?Ｋｅａ）天文台和赛丁泉??（ＳｉｄｉｎｇＳｐｒｉｎｇ）天文台，这一数据则分别与温度约２５５Ｋ、２５８Ｋ的黑体在对应波段??的辐射强度相当。??Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｐ?Ｚｅｎｉｔｈ?Ｓｋｙ?Ｆｉａｔｘ?ｉＮＴＨＮｓｒｒｎａｓ?ｂｒｔｗｂｈｎ?Ｓｉｔｃｓ??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ??Ｓｉｄｉｎｇ?Ｓｐｒｉｎｇ?Ｍａｕｎａ?Ｋｅａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于HDF5格式的FAST望远镜数据重分布策略[J]. 钟灵,李晖,朱明. 计算机与现代化. 2019(06)
[2]FAST 19波束脉冲星漂移扫描巡天模拟[J]. 刘鹏,王培,李菂,张洁,张蕾,张承民,朱炜炜,岳友岭,代实. 天文学进展. 2018(02)
[3]探测宇宙深空的天眼——射电望远镜[J]. 张岚. 物理通报. 2017(11)
[4]FAST及其科学目标[J]. 南仁东,张博,岳友岭,钱磊,朱明. 现代物理知识. 2017(03)
[5]FAST的VLBI观测与科学[J]. 张波. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(06)
[6]大口径反射面天线技术综述[J]. 杜彪,伍洋,张一凡,刘国玺. 无线电通信技术. 2016(01)
[7]大数据时代的天文学研究[J]. 崔辰州,于策,肖健,何勃亮,李长华,樊东卫,王传军,曹子皇,范玉峰,洪智,李珊珊,米琳莹,裘实,万望辉,王建国,王甲卫,尹树成,郝晋新,薛艳杰,刘梁,陈肖,张海龙,谌俊毅,乔翠兰,苏丽颖. 科学通报. 2015(Z1)
[8]红外探测器材料与器件的发展[J]. 史衍丽. 科学. 2013 (06)
[9]中国射电天文的研究与发展[J]. 杨戟. 中国科学院院刊. 2011(05)
[10]天体测量星表与巡天观测的进展[J]. 金文敬. 天文学进展. 2009(03)
硕士论文
[1]大气红外透过率测量[D]. 陈双远.中国科学院大学(中国科学院云南天文台) 2019
[2]FAST多波束脉冲星漂移扫描巡天模拟与中子星的质量分布研究[D]. 刘鹏.西华师范大学 2018
[3]FAST望远镜灵敏度优化及“回照”方式分析[D]. 王君.贵州师范大学 2017
本文编号：3280273
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3280273.html
