近日，中国科学院新疆天文台博士研究生仵鹏在导师陈卯蒸的指导下，与微波技术试验室和数字技术试验室合作，成功演示了相控阵接收机的核心功能之一——数字波束合成技术。众多信号接收单元排列成的接收机，就如同蜜蜂精致的复眼结构，而数字波束合成技术，则堪比这复眼背后的视觉神经系统。正是这一技术，精确地调节着望远镜的“视觉”灵敏度，决定了其洞察宇宙深空的能力。该成果发表在《Research in Astronomy and Astrophysics》（2024,RAA,24,105003）

中国科学院新疆天文台正在研发一种名为“相控阵接收机”的新型射电天文观测设备，它有望显著提升射电望远镜的巡天速度。这项技术利用一系列微型接收单元组成的阵列，通过精确控制每个单元接收到的信号，可以合成多个独立的观测视场并指向不同的方向，从而实现更广阔的观测视野和更快的观测速度。

通过搭建一个包含微带天线阵列、低噪声放大器和高性能射频片上系统的实验平台，利用数字信号处理技术实现了相控阵接收机的数字波束合成，成功绘制了二维功率图像。这项演示实验标志着数字波束成形技术在试验室环境的首次成功应用，为后续的宽带多波束合成技术奠定了基础。

图一：（1）微带天线阵列；（2）Zynq UltraScale+ RFSoC ZCU111板

图二：（1）仿真波束；（2）有源测量波束；（3）无源测量波束。