大口径射电望远镜电磁兼容研究

The lagre radio telescope receives very weak radio signal from the Universe, meanwhile it is also very sensitive to the radio frequency interference coming from the electrical and electronic equipments of telescope iteself. Therefore, it is important to carry out the electromagnetic compatibility study on the large radio telescope at the design and construction stages, and decrease the possibility of the interference from the telescope itself. Focusing on Five-hundred-meter Aperture Spherical radio telescope, the main work of this project is to analyse and measure the electromagnetic compatibility specialities of the FAST equipment systems and provide the design requirement and RFI mitigation plan, to implement some corrective measurements and experiment on several special equipments，and to develope a set of methods to measure the electromagnetic shielding efficiency of the electrical and electronic equipments of the telescope.

由于接收来自宇宙非常微弱的无线电信号，大口径射电望远镜极易受到自身电气和电子设备的无线电干扰。为保障望远镜的正常运行，需要对大口径射电望远镜自身的电磁兼容特性进行分析和研究，从而在设计和建设阶段，降低望远镜工作时设备自身干扰的可能性。本项目聚焦于正在建设中的500米口径球面射电望远镜（FAST），计划开展的工作包括：对于FAST工艺系统的电磁兼容特性进行分析和测试，提出相关设计要求和干扰消除方案；有针对性的开展部分关键设备的电磁兼容整改和实验；发展一套适用于射电望远镜的电磁屏蔽效能测试方案。

国家重大科技基础设施项目500米口径球面射电望远镜(FAST)，已于2016年9月建成，正在进行调试与试观测。作为目前世界上最大的单口径射电望远镜，FAST灵敏度极高，系统自身非标电气和电子设备达数千台套，相互干扰机理复杂，能否解决系统的电磁兼容成为建设FAST的瓶颈之一。本项目针对FAST电磁兼容的特殊要求，攻克了馈源舱电磁屏蔽、反射面促动器电磁兼容、索驱动强干扰屏蔽等多项关键技术，研制了宽频谱、大动态电磁兼容测试设备，解决了极高灵敏度射电望远镜全系统电磁兼容的难题，结合FAST电磁波宁静区和空中限制区的运行，实现从空中到地面，从电波环境到望远镜设备的全面电磁兼容，为FAST稳定运行、取得重大科学成果提供了不可或缺的重要保障。 . 本项目主要的创新点和突破包括：. （1）提出了多物理场区域高性能电磁兼容技术方法，攻克了分区屏蔽、大功率电机转轴过壁屏蔽装置、动静及组合屏蔽和自适应运动部件的高屏效屏蔽结构等关键技术，屏蔽效能突破现有国标要求，部分频段屏蔽效能优于140dB。. （2）提出了机电液一体化电磁兼容复杂系统的技术方法，研制了2225台高电磁屏蔽效能的射电望远镜大负载机电液一体化促动器，保障了FAST主动反射面的变形性能要求。. （3）提出了超高动态范围宽频自动连续电磁屏蔽测试方法，通过软硬件优化，实现70MHz-3GHz的自动连续测试能力，系统最高屏蔽效能测试范围达到140dB，填补国内相关测试系统的空白。. 项目集射电天文、电磁兼容、机电液一体化和计算机等技术于一体，研制难度大，取得了多项技术创新与突破，在射电望远镜的电磁兼容设计与测试方面达到了国际先进水平。. 项目发表SCI/EI论文、中文核心及其它类型论文8篇，获得发明及实用新型专利7项，软件著作权1项。. 作为最灵敏的射电望远镜，FAST将在未来10-20年处于国际领先水平，本项目有力支持了FAST早期科学目标的开展，实现中国射电望远镜发现脉冲星“零”的突破。相关电磁兼容技术取得了显著的经济与社会效益，推广应用前景广阔。