우주 전파 신호 처리용 가변 샘플링 고속 디지털 변환 장치 개발

Development and Test Result of Fast Digital Conversion System with Variable Sampling Frequencies for Astronomical Radio Siginal Processing

한국우주전파관측망(KVN: Korea VLBI Network)을 이루는 각 망원경의 수신기에는 우주에서 오는 전파신호를 디지털 신호로 바꾸는 샘플러가 있다. 이 샘플러의 성능(특히, 대역폭과 샘플링 주파수 그리고 샘플링비트수)은, 대역폭을 n배 증가시키면 관측감도는 sqrt(n) 만큼 향상되고, 연속전파원의 경우 관측 가능한 천체의 수가 기하급수학적으로 증가하게 된다. 대역폭이 넓어지면, 전파원에서 동시에 모니터링 할 수 있는 스펙트럼의 선들도 많아진다. 이는 전파 관측에서 연구영역을 대폭 확장시킬 수 있게 된다. 이러한 이유로 고속 샘플러의 기술과 성능 향상을 독자적으로 확보하려하는 것이다. 이에, 지금까지의 연구 경험과 기술 축적을 바탕으로, 샘플링 주파수를 가변할 수 있으며, 보다 광대역으로 관측을 할 수 있는 최대 3.5GHz 샘플링을 할 수 있는 장치를, 초기 시험용으로 설계·제작하였다. 본 연구에서는 개발된 가변 샘플링 시스템의 내용과 시험 측정결과를 발표하고자 한다.

The receiver of each radio telescope of KVN, has a sampler that converts astronomical radio signal to digital data. The ability of this sampler (the bandwidth, sampling frequency, and sampling bits) is improved by sqrt(n), if the bandwidth is increased by n times, and the number of observable objects increases exponentially in the case of continum spectrum radio sources. As the bandwidth increases, there are the more spectrum lines that can be simultaneously monitored in the radio source. This will greatly expand the research area in astronomical radio observation. For this reason, we are trying to independently develop the technology of the fast digital sampler. Therefore, based on the research experience and technology accumulated so far, An ability of sampling up to 3.5 GHz, that can vary the sampling frequency and can observe in a wider band, was designed and made for proto-type. In this study, we introduce the development details and test results for new sampling system.