作者：廖洋 隗海燕 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

　　研制的35-40GHz觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)物圖   課題組提供

　　近日，山東大學(xué)空間科學(xué)研究院空間電磁探測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（LEAD），在該校攀登計(jì)劃創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、基金委重大項(xiàng)目課題和面上等項(xiàng)目支持下，研制成功國(guó)際首臺(tái)套工作在35-40GHz的毫米波太陽(yáng)射電頻譜觀測(cè)系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)是根據(jù)山東大學(xué)攀登計(jì)劃創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家陳耀教授提出的科學(xué)目標(biāo)和研制規(guī)劃，由空間科學(xué)研究院空間電磁探測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任、機(jī)電與信息工程學(xué)院副教授嚴(yán)發(fā)寶帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室成員自2017年底開始攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題而完成。相應(yīng)主要學(xué)術(shù)論文以《毫米波寬帶太陽(yáng)射電頻譜儀》為題在《天體物理學(xué)雜志增刊》在線發(fā)表。據(jù)悉，該文為美國(guó)天文學(xué)會(huì)（AAS）旗下系列期刊上發(fā)表的為數(shù)很少的太陽(yáng)射電觀測(cè)儀器技術(shù)類科研論文。

　　太陽(yáng)耀斑爆發(fā)是災(zāi)害性空間天氣的主要源頭，所產(chǎn)生的高能量粒子與強(qiáng)電磁輻射可直接威脅人類空間設(shè)施與深空探測(cè)等太空活動(dòng)安全，還會(huì)增加導(dǎo)航誤差、導(dǎo)致中斷通信等。通過(guò)自主研制太陽(yáng)微波輻射探測(cè)儀器可獲得一手科學(xué)數(shù)據(jù)，可開展耀斑爆發(fā)機(jī)理和粒子加速機(jī)制等方面的科學(xué)研究，還可助力空間災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)，為太空活動(dòng)安全提供保障。

　　傳統(tǒng)太陽(yáng)射電儀器專注于18GHz以下，在18GHz以上僅有少數(shù)頻點(diǎn)的探測(cè)裝備，而對(duì)于耀斑物理的研究還需要在更高頻段部署觀測(cè)儀器，以獲得輻射頻譜的完整測(cè)量。為填補(bǔ)毫米波頻段觀測(cè)數(shù)據(jù)空白，團(tuán)隊(duì)于2017年底開始提議和研制35-40GHz頻域的地基太陽(yáng)射電頻譜觀測(cè)系統(tǒng)。

　　該儀器實(shí)現(xiàn)了35-40GHz范圍內(nèi)5GHz帶寬的掃描觀測(cè)，系統(tǒng)噪聲系數(shù)~300K，系統(tǒng)線性度＞0.9999，時(shí)間分辨率為5ms~1.3s（~134ms, 默認(rèn)），頻率分辨率為153kHz。該儀器樣機(jī)目前已常規(guī)運(yùn)行兩年有余，積累了大量觀測(cè)數(shù)據(jù)，并有望在即將到來(lái)的第25周太陽(yáng)活動(dòng)峰年觀測(cè)到更多耀斑爆發(fā)數(shù)據(jù)。在儀器研制過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)突破了毫米波高精度探測(cè)、GHz采樣數(shù)據(jù)并行實(shí)時(shí)處理、寬帶信號(hào)的平坦度處理等系列關(guān)鍵技術(shù)，先后在中國(guó)科學(xué)、RAA、PASJ等國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文，基于儀器實(shí)現(xiàn)方法等授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利4項(xiàng)，并獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目課題、面上項(xiàng)目以及學(xué)校攀登計(jì)劃創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的支持。

　　論文相關(guān)信息：https://doi.org/10.3847/1538-4365/ac4257

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