伍 洋 杜 彪 金乘进 朱 凯 龚书喜

（1.西安电子科技大学，陕西 西安710071；2.射电天文技术联合实验室，河北 石家庄050081）

引 言

射电天文学是通过接收和处理来自天体的无线电辐射研究天文现象的一门学科.20世纪30年代，央斯基发现了来自银河的无线电波，标志着人类打开了在传统光学以外观测天体的第一个窗口，此后越来越多的学者进入这一研究领域，产生了一系列重大的发现.射电望远镜是射电天文学最主要的研究工具，尽管各个望远镜口径不同，形式各异，但喇叭天线以其良好的性能，在天线馈源中一直占据着主要地位［1－2］.由于射电望远镜天线口径大，波束窄，完成一次巡天所需的时间极长，为提高巡天速度，常采用多个波束进行观测.近年来，许多国家开始在大中型射电望远镜天线上进行以小型相控阵天线作为多波束馈源的尝试，以形成数个相互交叠的瞬时波束，称为相控阵馈源（Phased Array Feed，PAF）技术.其中最具代表性的是荷兰ASTRON安装在韦斯特伯格综合孔径射电望远镜（WesterborkSynthesis Radio Telescope，WSRT）上的 Apertif［3］，澳大利亚CSIRO为ASKAP研制的Checqureboad形式的PAF［4］，加拿大DRAO的PhAD［5］，以及美国BYU/NRAO联合研制的 L－band PAF［6］.我国在相关领域也开展过一些研究［7－8］.

图1以前馈抛物面天线为例，给出了相控阵馈电的天线系统模型：来自不同角度的入射波经天线面反射后，汇聚于焦点附近.位于焦平面的天线阵列接收到的入射信号，经低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）放大、接收机变频和采样后送入波束合成网络，赋权合成后输出.因此，相控阵馈源本质上是……