一种射电天文常温接收机装置

1.本公开涉及射电天文观测技术领域，具体涉及一种射电天文常温接收机装置。


背景技术：

2.射电天文常温接收机是用于接收射电望远镜所汇聚的微弱的天体等电磁辐射信号的装备，安装于安装射电望远镜上。但现有技术中的射电天文接收机一般都是制冷接收机，其结构复杂、体型较大，且多安装在格里高利焦点上，不适用于安装在该望远镜的主焦点上。因此，为了满足射电望远镜的馈电模式，需提供一种可以安装于射电望远镜主焦点上的接收机装置。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中上述问题，本公开提供了一种射电天文常温接收机装置，旨在满足射电望远镜的馈电模式同时，实现数据终端接收信号的要求。
4.本公开的一个方面提供了一种射电天文常温接收机装置，包括：天体信号接收处理模块，设置于射电望远镜的主焦点上，包括：馈源，用于将射电望远镜所汇聚的天体信号转换成双线极化后分别输出至第一耦合器及第二耦合器；噪声源，用于产生噪声源信号，并输出至第一功分器分成两路噪声源信号；其中，一路噪声源信号输出至第一耦合器，另一路噪声源信号输出至第二耦合器；第一耦合器及第二耦合器用于将馈源输出的电磁波信号及一路噪声源信号进行耦合后分别输出至第一信号处理子模块及第二信号处理子模块，第一信号处理子模块及第二信号处理子模块用于将耦合后的信号进行功率放大、滤波和/或光转换处理后输出光信号与射频信号；光信号接收处理模块，包括：第三信号处理子模块及第四信号处理子模块，分别用于接收第一信号处理子模块及第二信号处理子模块输出的光信号，并将光信号转换为电信号后进行功分、滤波及功率放大处理后对应的输出至第一混频器及第二混频器；本振信号产生模块，用于产生两个不同频率的本振信号，并输出至第一混频器及第二混频器；第一混频器用于将第三信号处理子模块的输出信号及本振信号产生模块的输出信号进行混频处理后，并输出至第五信号处理子模块进行信号处理后输出；第二混频器用于将第四信号处理子模块的输出信号及本振信号产生模块的输出信号进行混频处理后，并输出至第六信号处理子模块进行信号处理后输出。
5.进一步地，第三信号处理子模块包括：光转电模块，其与第一信号处理子模块中的一个输出端连接，用于将天体信号接收处理模块输出的光信号转换为电信号；第四功分器，其输入端与光转电模块的输出端连接，用于将光转电模块的输出信号分为两路电信号；第三滤波器，其输入端与第四功分器的一输出端连接，用于对第四功分器输出的一路电信号进行滤波处理并输出；第四滤波器，其输入端与第四功分器的另一输出端连接，用于对所述第四功分器输出的另一路电信号进行滤波处理并输出；第三功率放大器，其输入端与所述第三滤波器的输出端连接，用于对所述第三滤波器的输出信号进行功率放大处理并输出；第四功率放大器，其输入端与第四滤波器的输出端连接，用于对第四滤波器的输出信号进
行功率放大处理并输出。
6.进一步地，第三信号处理子模块还包括：第五衰减器，其设置于第四功分器与第三滤波器之间，用于对第四功分器输出的一路电信号强度进行调节后并输出；第六衰减器，其设置于第四功分器与第四滤波器之间，用于对第四功分器输出的另一路电信号强度进行调节后并输出；第七衰减器，其设置于第三滤波器与第三功率放大器之间，用于对第三滤波器输出的信号强度进行调节后并输出；第八衰减器，其设置于第四滤波器与第四功率放大器之间，用于对第四滤波器输出的信号强度进行调节后并输出。
7.进一步地，第五信号处理子模块包括：第一开关，其输入端与第一混频器的输出端连接，用于对第一混频器的输出信号进行选择后并输出；第五滤波器，其输入端与第一开关的输出端连接，用于对第一开关选择输出的信号进行滤波处理后并输出；第九衰减器，其输入端与第五滤波器的输出端连接，用于对第五滤波器输出的信号强度进行调节后并输出；第五功率放大器，其输入端与第九衰减器的输出端连接，用于对第九衰减器输出的信号进行功率放大处理并输出。
8.进一步地，第一信号处理子模块包括：第一功率放大器，其输入端与第一耦合器的输出端连接，用于对第一耦合器的输出信号进行功率放大处理并输出；第一滤波器，其输入端与第一功率放大器的输出端连接，用于对第一功率放大器的输出信号进行滤波处理并输出；第二功分器，其输入端与第一滤波器输出端连接，用于将第一滤波器的输出信号分为两路信号；电转光模块，其输入端与第二功分器的其中一个输出端连接，用于将第二功分器输出的一路信号进行电光转换，输出电信号。
9.进一步地，该装置还包括：上位机，用于监测第五信号处理子模块、第六信号处理子模块及本振信号产生模块中所有功率放大器的电压电流状态，本振信号的电压电流；以及，控制第一开关的通断，以实现信号切换。
10.进一步地，天体信号接收处理模块还包括：加热模块，其与噪声源及第一功分器电连接，用于对噪声源及第一功分器进行加热，以使噪声源及第一功分器处于恒温状态。
11.进一步地，第一信号处理子模块与第三信号处理子模块之间通过光纤连接；第二信号处理子模块与第四信号处理子模块之间通过光纤连接。
12.进一步地，该装置还包括：干空气充气机，其与馈源连接，用于向馈源内持续提供干燥的空气，使馈源内部保持干燥。
13.进一步地，馈源的馈源口处采用透波材料进行密封。
14.本公开提供的一种射电天文常温接收机装置，该装置中的天体信号接收处理模块1可以设置于射电望远镜的主焦点上，适用于接收1.1ghz～2.9ghz的微波信号，并对该频段内的微波信号进行处理后由数据终端接收并处理。相比于现有技术中的制冷接收机，本公开提供的射电天文常温接收机装置结构更加简单，同时满足射电望远镜的馈电模式要求。
附图说明
15.为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
16.图1示意性示出了根据本公开一实施例的射电天文常温接收机装置的结构示意图；
17.图2示意性示出了根据本公开一实施例的天体信号接收处理模块的结构示意图；
18.图3示意性示出了根据本公开一实施例的第一信号处理子模块/第二信号处理子模块的结构示意图；
19.图4示意性示出了根据本公开一实施例的光信号接收处理模块的结构示意图；
20.图5示意性示出了根据本公开一实施例的第三信号处理子模块/第四信号处理子模块的结构示意图；
21.图6示意性示出了根据本公开一实施例的第五信号处理子模块/第六信号处理子模块的结构示意图；
22.图7a～7b示意性示出了根据本公开一实施例的射频频率1.13ghz～1.53ghz时的中频信号频谱图；
23.图8a～8b示意性示出了根据本公开一实施例的射频频率2.5ghz～2.9ghz时的中频信号频谱图。
具体实施方式
24.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
25.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
26.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
27.本公开提供的射电天文常温接收机装置，应用于接收天体微弱的射电信号，同时在馈源与低噪声放大器之差可以耦合噪声，将信号与噪声同时进行放大、滤波、混频后，输出信号的功率、频率及带宽能够满足数据终端接收的要求。
28.图1示意性示出了根据本公开一实施例的射电天文常温接收机装置的结构示意图。
29.如图1所示，该射电天文常温接收机装置至少包括：天体信号接收处理模块1及光信号接收处理模块2。其中，天体信号接收处理模块1及光信号接收处理模块2之间通过光纤连接。
30.本公开的实施例中，如图2所示，该天体信号接收处理模块1包括：天体信号接收处理模块1，设置于射电望远镜的主焦点上，包括：馈源10、第一耦合器11、第二耦合器12、噪声源13、第一功分器14、第一信号处理子模块15及第二信号处理子模块16。
31.其中，馈源10为四脊喇叭，其接收射电望远镜所汇聚的天体信号后转换成双线极化输出至第一耦合器11及第二耦合器12，转换成双线极化后信号为水平极化信号及垂直极化信号，其中，水平极化信号及垂直极化信号的相位相差为90
°
。具体地，该馈源10可以接收1.1ghz-2.9ghz的天体信号，其输出接口为sma(sub-miniature version a connector)端
口。
32.本公开的实施例中，馈源10的馈源口采用透波材料101进行密封，以使保持馈源10与外部空气直接接触。优选地，为保证馈源10内部干燥性，该馈源10与干空气充气机(图中未示出)连接，干空气充气机用于向馈源10内持续提供干燥的空气，使馈源10内部保持干燥。
33.第一耦合器11与第二耦合器12的输入端分别与馈源10的输出端连接。举例而言，第一耦合器11的输入端与馈源10输出水平极化信号的一端连接，第二耦合器12的输入端与馈源10输出垂直极化信号的一端连接；反之亦可，本公开的实施例对第一耦合器11及第二耦合器12的设置位置不做限定。
34.噪声源13用于产生噪声源信号，并输出至第一功分器14分成两路噪声源信号。其中，第一功分器14的第一输出端与第一耦合器11的耦合端连接，以将一路的噪声源信号输出至第一耦合器11；第一功分器14的第二输出端与第二耦合器12的耦合端连接，以将另一路的噪声源信号输出至第二耦合器12。第一耦合器11及第二耦合器12用于将馈源10输出的电磁波信号及一路噪声源信号进行耦合。
35.具体地，沿用上述实施例，第一耦合器11具体将馈源10输出的水平极化信号与第一功分器14输出的一路噪声源信号进行耦合处理，并将耦合后的信号输出至第一信号处理子模块15；第二耦合器12具体将馈源10输出的垂直极化信号与第一功分器14输出的另一路噪声源信号进行耦合处理，并将耦合后的信号输出至第二信号处理子模块16。
36.本公开的实施例中，第一信号处理子模块15及第二信号处理子模块16用于将耦合后的信号进行功率放大、滤波和/或光转换处理后输出光信号与射频信号。
37.具体地，如图3所示，第一信号处理子模块15及第二信号处理子模块16均包括：依次连接的第一功率放大器101、第一滤波器102、第二功分器103、第一衰减器104、第二衰减器105及电转光模块106，即第一信号处理子模块15及第二信号处理子模块16的结构一致，区别仅在于第一功率放大器101的输入端连接的是第一耦合器11的输出端或第二耦合器12的输出端。
38.本公开的实施例中，在信号进行滤波、放大前后设置衰减器，以调节传输信号的强度，使得信号能够在各部件间有效接收及处理。
39.以第一信号处理子模块15中的第一功率放大器101的输入端连接第一耦合器11的输出端为例，第一功率放大器101用于对第一耦合器11的输出信号进行功率放大处理并输出第一滤波器102，第一滤波器102将功率放大后的信号进行滤波处理并输出至第二功分器103，第二功分器103用于将第一滤波器102的输出信号为两路信号，并分别输出至第一衰减器104及第二衰减器105，第一衰减器104将其中一路信号进行信号强度调节后输出至电转光模块106进行电光转换后输出，第二衰减器105将其中另一路信号进行信号强度调节后直接输出，该路信号可以输出至监测端口，用作功率监测，以对传输后的信号进行监控。
40.本公开的实施例中，天体信号接收处理模块1中采用的滤波器对信号进行滤波处理后的频率范围可以为1.1ghz～2.9ghz，衰减器为3db～6db衰减器。
41.需说明的是，第二信号处理子模块16对信号处理的过程与第一信号处理子模块15一致，仅存在于输入端连接的差别，此处对第二信号处理子模块16信号处理过程不再详细赘述。另外，第一衰减器104及第二衰减器105可以设置也可以不设置，其具体根据信号传输
过程中的强度进行设定，当信号传输过程中强度过高或过低时，设置衰减器对信号强度进行调节，以减少信号的反射，增强系统的可靠性。
42.本公开的实施例中，如图4所示，光信号接收处理模块2包括：第三信号处理子模块21、第四信号处理子模块22、第一混频器23、第二混频器24、本振信号产生模块25、第五信号处理子模块26及第六信号处理子模块27。
43.其中，第三信号处理子模块21的输入端与第一信号处理子模块15的输出端连接，用于将第一信号处理子模块15输出的光信号进行功分、衰减、滤波及功率放大处理后对应的输出至第一混频器23。第四信号处理子模块22的输入端与第二信号处理子模块16的输出端连接，用于将第二信号处理子模块16输出的光信号进行功分、衰减、滤波及功率放大处理后对应的输出至第二混频器24。
44.本振信号产生模块25，用于产生两个不同频率的本振信号，并输出至第一混频器23及第二混频器24。第一混频器23用于将第三信号处理子模块21的输出信号及本振信号产生模块25的输出信号进行混频处理后，并输出至第五信号处理子模块26进行信号处理后输出。第二混频器24用于将第四信号处理子模块22的输出信号及本振信号产生模块25的输出信号进行混频处理后，并输出至第六信号处理子模块27进行信号处理后输出。
45.根据本公开的实施例，如图5所示，第三信号处理子模块21及第四信号处理子模块22均包括：光转电模块201、第四功分器202、第五衰减器203、第六衰减器204、第三滤波器205、第四滤波器206、第七衰减器207、第八衰减器208、第三功率放大器209及第四功率放大器210。可以理解的是，第三信号处理子模块21与第四信号处理子模块22的结构一致，仅输入端连接不同，第三信号处理子模块21的输入端连接第一信号处理子模块15的输出端，第四信号处理子模块22的输入端连接第二信号处理子模块16的输出端。
46.以第三信号处理子模块21的输入端连接第一信号处理子模块15的输出端为例，光转电模块201接收来自电转光模块106输出的光信号，将该光信号转换成电信号后并输出至第四功分器202，第四功分器将光转电模块201的输出信号分为两路电信号，其中一路电信号输出至第五衰减器203，并依次经过第三滤波器205、第七衰减器207、第三功率放大器209及第十衰减器211处理后输出；另一路电信号输出至第六衰减器204，并依次经过第四滤波器206、第八衰减器208、第四功率放大器210及第十一衰减器212处理后输出。
47.其中，经过第三滤波器205与第四滤波器206进行滤波处理后的信号频率不同，例如第三滤波器205进行滤波处理后得到的信号频率可以为2.5ghz～2.9ghz，第四滤波器206进行滤波处理后得到的信号频率可以为1.13ghz～1.53ghz。本公开的实施例中第三滤波器205与第四滤波器206进行滤波处理后的信号频率可根据实际应用进行设定，本公开的实施例对此不做限定。
48.需说明的是，第三信号处理子模块21对信号处理的过程与第四信号处理子模块22一致，仅存在于输入端连接及部分部件参数的差别，此处不再对第四信号处理子模块22处理信号的流程进行详细赘述。另外，各衰减器可以设置也可以不设置，其具体根据信号传输过程中的强度进行设定，当信号传输过程中强度过高或过低时，设置衰减器对信号强度进行调节，以减少信号的反射，增强系统的可靠性。
49.如图4所示，本振信号产生模块25具体包括：第一本振源251、第二本振源252、功分器253、功分器254、衰减器255、衰减器256、衰减器257及衰减器258。其中，第一本振源250与
第二本振源251用于产生两个不同频率的本振信号，举例而言，第一本振源251产生2.4ghz的本振信号，第二本振源252产生1.03ghz的本振信号，2.4ghz的本振信号经过功分器253分成两路的本振信号分别输出至衰减器255及衰减器256；1.03ghz的本振信号经过功分器254分成两路的本振信号分别输出至衰减器257及衰减器258。
50.具体地，经过衰减器255及衰减器257处理后的信号分别输出至第一混频器23，与第三信号处理子模块21输出的信号进行混频处理；经过衰减器256及衰减器258处理后的信号分别输出至第二混频器24，与第四信号处理子模块22输出的信号进行混频处理。其中，第一混频器23包括两个混频器，分别对应连接衰减器255及衰减器257；第二混频器24也包括两个混频器，分别对应连接衰减器256及衰减器258。
51.沿用上述实施例，若第三滤波器205进行滤波处理后得到的信号频率范围为2.5ghz～2.9ghz输出至第一混频器23中的一个混频器，第一本振源251输出2.4ghz的本振信号也输出至该混频器；第四滤波器206进行滤波处理后得到的信号频率范围为1.13ghz～1.53ghz输出至第一混频器23中的另一个混频器，第二本振源252输出1.03ghz的本振信号也输出至另一个混频器，第一混频器23中的两个混频器分别将两路信号混频至100mhz～500mhz的中频信号，输出两路的中频信号，该两路射频信号的频率可以不同。同理，第二混频器24对信号进行混频处理的原理与第一混频器23一致，本公开的实施例对第二混频器24的混频过程不再做详细赘述。
52.本公开的实施例中，第五信号处理子模块26及第六信号处理子模块27的输入端分别与第一混频器23及第二混频器24的输入端连接，用于对第一混频器23及第二混频器24的输出信号进行衰减、选择、滤波、衰减及功率放大后输出。
53.具体地，如图6所示，第五信号处理子模块26及第六信号处理子模块27均包括：衰减器213、衰减器214、第一开关215、第五滤波器216、第九衰减器217及第五功率放大器218。可以理解的是，第五信号处理子模块26及第六信号处理子模块27的结构一致，区别仅在于输入端连接的对象不同。
54.以第五信号处理子模块26的输入端连接第一混频器23的输出端为例，衰减器213及衰减器214分别与第一混频器23中的两个混频器连接，用于对第一混频器23的输出信号进行信号强度调节后输出，衰减器213及衰减器214的输出信号经过第一开关215进行二选一选择后输出至第五滤波器216；第五滤波器216对经过其的信号进行滤波处理后，输出至第九衰减器217再次进行信号强度调节，最后输出至第五功率放大器218进行功率放大后输出，该输出信号可以输出至数据终端或上位机进行处理与显示。
55.具体地，第一开关215为二选一的微波开关，其可以根据信号频率对传输信号进行选择，例如根据观测需要，可通过第一开关215选择另一频率信号输出进行显示监测，或切换微波开关以实现对两个不同频率的信号进行处理显示。
56.需说明的是，第五信号处理子模块26对信号处理的过程与第六信号处理子模块27一致，仅存在于输入端信号的差别，此处不再对第六信号处理子模块27处理信号的流程进行详细赘述。另外，各衰减器可以设置也可以不设置，其具体根据信号传输过程中的强度进行设定，当信号传输过程中强度过高或过低时，设置衰减器对信号强度进行调节，以减少信号的反射，增强系统的可靠性。
57.根据本公开的实施例，天体信号接收处理模块1还包括：电源控制模块及加热模
块。该电源控制模块用于给低噪声放大器、功率放大器、噪声源、光模块供电，以及测量腔体内部环境测量、湿度、低噪声放大器的温度、噪声源的环境温度，对噪声源进行恒温控制，电源控制模块可以采集各供电电压、电流、温度、湿度参数。
58.具体地，加热模块与噪声源13及第一功分器14电连接，用于对噪声源13及第一功分器14进行加热，以使噪声源13及第一功分器14处于恒温状态，恒温温度优选为40℃。
59.根据本公开的实施例，光信号接收处理模块2也还包括：电源控制模块。该电源控制模块用于给光信号接收处理模块2中的光转电模块、功率放大器、本振信号产生模块及微波开关供电，同时监测其电压、电流、第三部分的工作环境温度有湿度，并将所得数据通过网络传到上位机。
60.具体地，上位机用于监测第五信号处理子模块26、第六信号处理子模块27及本振信号产生模块25中所有功率放大器的电压电流状态，本振信号的电压电流及本振信号锁定状态；以及，控制第五信号处理子模块中的第一开关215及第六信号处理子模块27中的第二开关通断，以实现信号切换。
61.本公开的实施例中，各衰减器可以为3db～6db的衰减器，其具体参数根据实际应用需求进行设定，以及在信号处理前后是否设置衰减器也根据信号强度进行设定，当信号强度适中时，在信号处理前后无需设置衰减器，当信号强度较强时，在信号处理前后需设置衰减器对信号强度进行调节。另外，各衰减器可采用隔离器进行替代，同样可起到防止信号反射及增加装置可靠性的作用。
62.本公开的实施例中，天体信号接收处理模块1中采用的功率放大器频率范围为1ghz～3ghz低噪声放大器，增益为35db。光信号接收处理模块2中采用的功率放大器可以为0.02ghz～3ghz的放大器，增益为25db。
63.在其他一些实施例中，该装置还包括：数据采集模块。还数据采集模块用于采集天体信号接收处理模块1中电源控制模块所获得的所有数据以及对噪声源进行通断控制，且获得的数据可以通过网络传输至上位机进行显示。
64.需说明的是，天体信号接收处理模块1的输出端与光信号接收处理模块2的输入端通过光纤连接，天体信号接收处理模块1与光信号接收处理模块2中内部各部件之间通过同轴电缆连接。另外，通过第三滤波器205进行滤波处理后得到的信号频率包括但不仅限于2.5ghz～2.9ghz，通过第四滤波器206进行滤波处理后得到的信号频率包括但不仅限于1.13ghz～1.53ghz，第一本振源251产生的本振信号频率也不仅限于2.4ghz，第二本振源252产生的本振信号频率也不仅限于1.03ghz，这些频率信号根据实际需求进行设定，本公开的实施例对此不做限定。
65.图7a～7b示意性示出了根据本公开一实施例的射频频率1.13ghz～1.53ghz时的中频信号频谱图，由图7a～7b可以看出，该中频信号的带宽为500mhz，带内平坦度小于3db。图8a～8b示意性示出了根据本公开一实施例的射频频率2.5ghz～2.9ghz时的中频信号频谱图，由图8a～8b可以看出，该中频信号的带宽为500mhz，带内平坦度小于5db。
66.本公开的实施例提供的射电天文常温接收机装置，该装置中的天体信号接收处理模块1可以设置于射电望远镜的主焦点上，包括但不仅限于适用于接收1.1ghz～2.9ghz的微波信号，并对该频段内的微波信号进行处理后由数据终端接收并处理显示。相比于现有技术中的制冷接收机，本公开提供的装置结构更加简单，同时满足射电望远镜的馈电模式。
67.尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本公开，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。
68.本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种范围组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
69.尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

技术特征：
1.一种射电天文常温接收机装置，其特征在于，包括：天体信号接收处理模块(1)，设置于射电望远镜的主焦点上，包括：馈源(10)，用于将所述射电望远镜所汇聚的天体信号转换成双线极化后分别输出至第一耦合器(11)及第二耦合器(12)；噪声源(13)，用于产生噪声源信号，并输出至第一功分器(14)分成两路噪声源信号；其中，一路噪声源信号输出至第一耦合器(11)，另一路噪声源信号输出至第二耦合器(12)；所述第一耦合器(11)及所述第二耦合器(12)用于将所述馈源(10)输出的电磁波信号及一路噪声源信号进行耦合后分别输出至第一信号处理子模块(15)及第二信号处理子模块(16)，所述第一信号处理子模块(15)及所述第二信号处理子模块(16)用于将耦合后的信号进行功率放大、滤波和/或光转换处理后输出光信号与射频信号；光信号接收处理模块(2)，包括：第三信号处理子模块(21)及第四信号处理子模块(22)，分别用于接收所述第一信号处理子模块(15)及所述第二信号处理子模块(16)输出的光信号，并将光信号转换为电信号后进行功分、滤波及功率放大处理后对应的输出至第一混频器(23)及第二混频器(24)；本振信号产生模块(25)，用于产生两个不同频率的本振信号，并输出至所述第一混频器(23)及所述第二混频器(24)；所述第一混频器(23)用于将所述第三信号处理子模块(21)的输出信号及所述本振信号产生模块(25)的输出信号进行混频处理后，并输出至第五信号处理子模块(26)进行信号处理后输出；所述第二混频器(24)用于将所述第四信号处理子模块(22)的输出信号及所述本振信号产生模块(25)的输出信号进行混频处理后，并输出至第六信号处理子模块(27)进行信号处理后输出。2.根据权利要求1所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，所述第三信号处理子模块(21)包括：光转电模块(201)，其与所述第一信号处理子模块(15)中的一个输出端连接，用于将所述天体信号接收处理模块(1)输出的光信号转换为电信号；第四功分器(202)，其输入端与所述光转电模块(201)的输出端连接，用于将所述光转电模块(201)的输出信号分为两路电信号；第三滤波器(205)，其输入端与所述第四功分器(202)的一输出端连接，用于对所述第四功分器(202)输出的一路电信号进行滤波处理并输出；第四滤波器(206)，其输入端与所述第四功分器(202)的另一输出端连接，用于对所述第四功分器(202)输出的另一路电信号进行滤波处理并输出；第三功率放大器(209)，其输入端与所述第三滤波器(205)的输出端连接，用于对所述第三滤波器(205)的输出信号进行功率放大处理并输出；第四功率放大器(210)，其输入端与所述第四滤波器(206)的输出端连接，用于对所述第四滤波器(206)的输出信号进行功率放大处理并输出。3.根据权利要求2所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，所述第三信号处理子模块(21)还包括：第五衰减器(203)，其设置于所述第四功分器(202)与所述第三滤波器(205)之间，用于对所述第四功分器(202)输出的一路电信号强度进行调节后并输出；第六衰减器(204)，其设置于所述第四功分器(202)与所述第四滤波器(206)之间，用于对所述第四功分器(202)输出的另一路电信号强度进行调节后并输出；第七衰减器(207)，其设置于所述第三滤波器(205)与所述第三功率放大器(209)之间，
用于对所述第三滤波器(205)输出的信号强度进行调节后并输出；第八衰减器(208)，其设置于所述第四滤波器(206)与所述第四功率放大器(210)之间，用于对所述第四滤波器(206)输出的信号强度进行调节后并输出。4.根据权利要求2所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，所述第五信号处理子模块(26)包括：第一开关(215)，其输入端与所述第一混频器(23)的输出端连接，用于对所述第一混频器(23)的输出信号进行选择后并输出；第五滤波器(216)，其输入端与所述第一开关(215)的输出端连接，用于对所述第一开关(215)选择输出的信号进行滤波处理后并输出；第九衰减器(217)，其输入端与所述第五滤波器(216)的输出端连接，用于对所述第五滤波器(216)输出的信号强度进行调节后并输出；第五功率放大器(218)，其输入端与所述第九衰减器(217)的输出端连接，用于对所述第九衰减器(217)输出的信号进行功率放大处理并输出。5.根据权利要求1所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，所述第一信号处理子模块(15)包括：第一功率放大器(101)，其输入端与所述第一耦合器(11)的输出端连接，用于对所述第一耦合器(11)的输出信号进行功率放大处理并输出；第一滤波器(102)，其输入端与所述第一功率放大器(101)的输出端连接，用于对所述第一功率放大器(101)的输出信号进行滤波处理并输出；第二功分器(103)，其输入端与所述第一滤波器(102)输出端连接，用于将所述第一滤波器(102)的输出信号分为两路信号；电转光模块(106)，其输入端与所述第二功分器(103)的其中一个输出端连接，用于将所述第二功分器(103)输出的一路信号进行电光转换，输出电信号。6.根据权利要求4所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，该装置还包括：上位机，用于监测所述第五信号处理子模块(26)、所述第六信号处理子模块(27)及所述本振信号产生模块(25)中所有功率放大器的电压电流状态，本振信号的电压电流；以及，控制所述第一开关(215)的通断，以实现信号切换。7.根据权利要求1所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，所述天体信号接收处理模块(1)还包括：加热模块，其与所述噪声源(13)及所述第一功分器(14)电连接，用于对所述噪声源(13)及所述第一功分器(14)进行加热，以使所述噪声源(13)及所述第一功分器(14)处于恒温状态。8.根据权利要求1所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，所述第一信号处理子模块(15)与所述第三信号处理子模块(21)之间通过光纤连接；所述第二信号处理子模块(16)与所述第四信号处理子模块(22)之间通过光纤连接。9.根据权利要求1所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，该装置还包括：干空气充气机，其与所述馈源(10)连接，用于向所述馈源(10)内持续提供干燥的空气，使所述馈源(10)内部保持干燥。10.根据权利要求1所述的射电天文常温接收机装置，其特征在于，所述馈源(10)的馈
源口处采用透波材料(101)进行密封。

技术总结
本公开提供了一种射电天文常温接收机装置，包括：天体信号接收处理模块，设置于射电望远镜的主焦点上，包括：依次连接的馈源、第一耦合器、第二耦合器、噪声源、第一功分器、第一信号处理子模块及第二信号处理子模块；光信号接收处理模块，包括：第三信号处理子模块、第四信号处理子模块、第一混频器、第二混频器、本振信号产生模块、第五信号处理子模块及第六信号处理子模块。本公开提供的射电天文常温接收机装置，应用于接收天体微弱的射电信号，同时在馈源与低噪声放大器之差可以耦合噪声，将信号与噪声同时进行放大、滤波及混频后，输出信号的功率、频率及带宽能够满足数据终端接收的要求。求。求。


技术研发人员：闫浩 陈卯蒸 马军 曹亮 刘烽 李笑飞 陈勇
受保护的技术使用者：中国科学院新疆天文台
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2022/7/5