PDF《上海天文台25 m 射电望远镜首次》

3 观测本次观测使用上海天文台佘山站

25 m 射电望远镜完成,时间为

2010 年4月23 日,观 测波段为 L 波段,目标源为脉冲星 J0332+5434,其主要参数如表

1 所示 [6,7] ,使用 VLBA4 机架进行数据采集,Mark5A 进行数据记录,信号观测流程如图

2 所示.天线接收到的脉冲 星射电信号经由接收机转换为模拟中频信号,中频信号由 VLBA4 机架进行下变频,转换为 基带信号,所得基带信号送往 Mark5A 进行记录.观测结束后,由Mark5A 磁盘阵列导出数 据, 然后进行解码、 消色散和折叠等数据处理, 最后对处理结果进行分析. 观测中, VLBA4 机架和 Mark5A 按照正常的 VLBI 观测模式进行设置, 其中 MarkIV 格 式器的设置为:通道带宽

16 MHz;

采样 bit 数是 2;

扇出率是 1:2;

上、下边带均选取;

通道 数目为 4. 表1脉冲星 J0332+5434 的主要参数 NAME RAJ DECJ P0/s S1400/mJy B0329+54/J0332+5434 03:32:59.368 +54:34:43.57 0.714

519 699

729 203 图2信号观测流程

4 数据处理与分析 数据处理流程如图

3 所示.获得 Mark5A 格式的原始观测数据后,首先对其进行解码, 然后对解码所得数据进行消色散.由于脉冲星信号通常十分微弱,需要对消色散后的数据进 行折叠, 以提高信噪比. 最后对折叠结果进行格式转换, 以便使用脉冲星处理软件 Psrchive[8] 进行分析. 总第

32 期 罗近涛 等:上海天文台

25 m 射电望远镜首次单天线脉冲星观测

133 总第

32 期 罗近涛 等:上海天文台

25 m 射电望远镜首次单天线脉冲星观测

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32 期 罗近涛 等:上海天文台

25 m 射电望远镜首次单天线脉冲星观测

133 图3观测数据处理流程 4.1 消色散 本次观测为拓展性观测,主要目的是测试使用

25 m 天线进行脉冲星单天线观测的可能 性并为日后脉冲星终端的研制积累经验.数据处理采用非相干消色散,处理中时间分辨率设 置为

1 ms. 观测目标源 PSR J0332+5434 的色散量为 26.833, 根据式 (7) 计算得出在本次观测中,

16 MHz 带宽内,最高频率分量和最低频率分量到达时间之差为 0.8 ms 左右,而该脉冲星周期 约为 714.5 ms,到达时间之差相对于此周期为一个小量,因此可直接使用 BBC 的单个通道 作为子通道进行数据处理. 在数据处理中,取BBC 一个通道的数据,对其进行降采样,将采样时钟变为

1 kHz,得 到新数据序列用于折叠. 4.2 折叠 脉冲星信号通常十分微弱,因此需对消色散所得结果进行折叠,以提高信噪比,同时通 过折叠可获得稳定的平均轮廓.折叠是按照脉冲星周期进行累加的, 具体步骤如下: (1) 根据脉冲星周期及消色散处理过程中所设置的时间分辨率, 确定累加数组的长度. (2) 从消色散所得数据序列中取数据点,根据算法计算其在累加数组中的位置,并与数 组中相应位置的点进行累加. (3) 重复步骤 (2). 4.3 结果与分析 为了使用脉冲星处理软件 Psrchive 进行分析,折叠结果存储为 EPN 格式 [9] ,所得平 均轮廓见图 4,图中未对流量进行定标.作为对照,根据欧洲脉冲星网 (European Pulsar Network, 简称 EPN) 发布的 J0332+5434 的L波段观测数据 [10] , 使用 Psrchive 绘出的平均 轮廓如图

5 所示.图4和图

5 中横坐标为归一化脉冲相位, 纵坐标为流量. 由图

4 可看出, 此次观测得到的平均轮廓主体清晰.将图

4 与图

5 对照, 可发现: 1. 本次观测所得特征轮廓与 EPN 结果相同, 为1主峰