[发明专利]原初引力波探测信号读取系统及方法

说明书

本发明提供一种原初引力波探测信号读取系统及方法，所述系统包括：现场可编程逻辑门阵列，所述现场可编程逻辑门阵列包括数字序列存储模块和逻辑处理模块；数模转换器，用于将从所述数字序列存储模块读取的第一数字信号转换为第一模拟信号；探测器阵列，用于基于原初引力波探测信号调整所述第一模拟信号，输出第二模拟信号；模数转换器，用于将所述第二模拟信号转换为第二数字信号，并将所述第二数字信号发送到所述逻辑处理模块；处理器，用于处理所述逻辑处理信号，输出原初引力波探测信号的相位图像数据。本发明实施例提供的原初引力波探测信号读取系统及方法，提高了原初引力波的读取效率和准确率。

技术领域

本发明涉及射电天文技术领域，尤其涉及一种原初引力波探测信号读取系统及方法。

背景技术

天文学上，引力波源大致被分为两种，一种是天体物理起源，另一种是宇宙学起源，其中，宇宙学起源的引力波又被称为原初引力波，目前对于原初引力波的观测主要依赖于原初引力波望远镜，其中，原初引力波望远镜主要由超导相变边缘探测器(Transition-Edge Sensor,TES)、制冷箱、读出系统等部分组成。TES探测器是太赫兹探测器的一种，太赫兹波段占有宇宙微波背景辐射以后宇宙空间近一半的光子能量，该波段在天文学研究中具有不可替代的作用。

原初引力波信号极其微弱，探测原初引力波需要在满足苛刻的噪声、精度和稳定性要求下读出数万个超导相变边缘探测器TES来达到灵敏度要求，而我国目前没有大规模TES探测器阵列读出系统实际应用案例。

发明内容

本发明提供一种原初引力波探测信号读取系统及方法，用以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供一种原初引力波探测信号读取系统，包括：现场可编程逻辑门阵列，所述现场可编程逻辑门阵列包括数字序列存储模块和逻辑处理模块，所述数字序列存储模块用于向数模转换器发送第一数字信号；

数模转换器，用于将从所述数字序列存储模块读取的第一数字信号转换为第一模拟信号；

探测器阵列，用于基于原初引力波探测信号调整所述第一模拟信号，输出第二模拟信号；

模数转换器，用于将所述第二模拟信号转换为第二数字信号，并将所述第二数字信号发送到所述逻辑处理模块，所述逻辑处理模块用于处理所述第二数字信号，输出逻辑处理信号；

处理器，用于处理所述逻辑处理信号，输出原初引力波探测信号的相位图像数据。

根据本发明提供的一种原初引力波探测信号读取系统，所述系统还包括：交换机，所述交换机的一端电连接所述现场可编程逻辑门阵列的逻辑处理模块，所述交换机的另一端电连接多个所述处理器。

根据本发明提供的一种原初引力波探测信号读取系统，所述系统还包括：存储器，所述存储器用于存储所述原初引力波探测信号的相位图像数据。

根据本发明提供的一种原初引力波探测信号读取系统，所述处理器包括中央处理器和图形处理器。

根据本发明提供的一种原初引力波探测信号读取系统，所述探测器阵列包括多个探测器单元，所述探测器单元包括超导量子干涉器件和超导相变边缘探测器。

本发明还提供一种原初引力波探测信号读取方法，包括：数字序列存储模块发出的第一数字信号经由数模转换器得到第一模拟信号，所述第一模拟信号经由探测器阵列得到第二模拟信号，所述第二模拟信号经由模数转换器得到第二数字信号；

在逻辑处理模块内对所述第二数字信号依次执行滤波、傅里叶变换、选频和变频处理，得到逻辑处理信号并将所述逻辑处理信号发送给处理器；

在处理器内对所述逻辑处理信号依次执行相位计算、解调锯齿波和积分处理，输出原初引力波探测信号的相位图像数据。