多相滤波器组技术在低频全天总功率测量实验中的应用
后印本
Application of Multiphase Filter Banks Technology in
Low-Frequency All-Sky Total Power Measurement
Experiments
摘要: 作为探测宇宙再电离时期的重要方法之一，低频全天总功率实验的核心目标是在频谱为
50∼200 MHz 的全天总功率谱中寻找宇宙再电离时期极其微弱的中性氢 21 cm 信号。目前通常
使用快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）来计算功率谱，其存在的频谱泄漏问题，
使得射频干扰（radio frequency interference, RFI）无法彻底剔除，从而严重干扰了微弱的宇宙
再电离信号的提取。多相滤波器组（polyphase filter bank, PFB）是一种将信号按频率均匀划分
的技术，可以替代 FFT 计算功率谱。介绍了 PFB 的基本原理及基于统一计算架构（compute
unified device architecture, CUDA）的实现，并且通过仿真比较了 PFB 和 FFT 的性能，还比
较了不同阶数的 PFB 性能差异。结果表明，PFB 技术具有更平坦的带通响应、更窄的过渡带、
更好的带外抑制。最后，对天马望远镜的观测数据及低频总功率实验产生的数据进行处理，验证
了 PFB 技术的优越性，为全天总功率实验的频谱分析提供了一种有效的解决方法。
版本历史
| [V1] |
2025-07-02 13:52:45 |
ChinaXiv:202507.00056V1
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