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논문 상세정보

우주 전파 신호의 고속 디지털 변환 장치 개발과 적용

Development and Observation Result of High Speed Digital Conversion System of Astronomical Radio Siginal

초록

우리는 한국우주전파관측망(: Korea VLBI Network: KVN)에 적용 가능한 새로운 디지털 샘플러를 개발하였다. 이 샘플러는 1024MHz 샘플링으로 2bits/sample의 성능을 가지고 있다. 입력 기준 주파수 Clock은 1PPS(: Pulse per second)와 10MHz를 사용하며, 1PPS 신호에 동기되어 UTC(: Universal Time Coordinated) 시각정보가 출력된다. 샘플링된 데이터 출력은 시각정보를 포함한 VSI(: VLBI Standard Interface)규격을 채택하고 있다. 개발된 샘플러의 성능을 검증하기 위하여, KVN 울산전파천문대에 설치하여 우주 전파 관측 시험을 수행하였다. 관측시험 결과, 안정적인 성능을 보여 주었다. 본 논문에서는 새로 개발된 샘플러와 관측 시험 결과를 발표하고자 한다.

Abstract

We developed new Digital Sampler for KVN(: Korean VLBI Network). The sampler has 1024MHz sampling frequency with 2bits/sample. The sampler's input reference frequencies are 1pps(: pulse per second) and 10MHz, also UTC(: Universal Time Coordinated) time information out with 1PPS signal, synchronized. The output of sampling data is adapted VSI(: VLBI Standard Interface) specification including the time information. In order to confirm the performance of the sampler, we carried out the astronomical radio observation test in Ulsan Radio Observatory of KVN. It was confirmed the stable performance. In this paper, We introduce the new developed sampler and present the observational test result.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
VLBI관측
VLBI관측이란?
대륙 또는 전세계적인 기반에서 구성된 전파간섭계

VLBI관측은 대륙 또는 전세계적인 기반에서 구성된 전파간섭계이며, 각 망원경들 간의 거리가 멀어질수록, 관측 자료의 분해능이 높아진다. 이를 이루는 각 망원경의 수신기에는 전파 신호를 디지털 신호로 바꾸는 샘플러가 있다.

한국우주전파관측망
현재 한국우주전파관측망으로 관측할 수 있는 대역폭은?
256MHz

샘플러의 성능(특히, 대역폭과 샘플링 주파수 그리고 샘플링 비트수)은 전파관 측의 품질 뿐만 아니라 과학연구의 영역에까지 많은 영향을 준다. 예로, 현재, KVN을 이용하여 관측할수 있는 대역폭은 256MHz이다. 만약, 이 대역폭을 n배 증가시키면 관측감도는 sqrt(n)만큼 향상되고, 연속전파원의 경우 관측 가능한 천체의 수가 기하급수학적으로 증가하게 된다[3].

샘플러 시스템
본 논문에서 개발한 샘플러 시스템의 구성은?
수신된 우주전파 신호를 디지털화 시켜주는 A/D부, 이를 병렬 화하여 VLBI 통신 규격인 VSI(: VLBI Standard Interface) 규격으로 바꾸어 출력하는 디지털 부, 샘플링 동작을 제어하고 모니터링하는 제어부, 샘플링 주파수를 만들어 주는 기준 주파수 발생기, 그리고, 각 부분의 회로들이 요구하는 다양한 전원 전압을 공급하는 전원부의 5부분으로 되어 있다.

개발하고자 하는 샘플러 시스템은 크게 수신된 우주전파 신호를 디지털화 시켜주는 A/D부, 이를 병렬 화하여 VLBI 통신 규격인 VSI(: VLBI Standard Interface) 규격으로 바꾸어 출력하는 디지털 부, 샘플링 동작을 제어하고 모니터링하는 제어부, 샘플링 주파수를 만들어 주는 기준 주파수 발생기, 그리고, 각 부분의 회로들이 요구하는 다양한 전원 전압을 공급하는 전원부의 5부분으로 되어 있다. 전체 블록선도는 그림 1과 같다.

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