摘要：探索宇宙黑暗时代、黎明时代和再电离时代对于理解宇宙的演化具有重要意义,一直是天文学研究的一个重要方向。从2000年前后开始,人们尝试利用200 MHz以下的红移中性氢21 cm辐射对宇宙早期的演化进行探测,主要是两条路径,一种是利用大规模阵列对中性氢辐射进行三维成像或空间功率谱测量,另一种是通过单天线对21 cm中性氢全天平均频谱进行测量。后一种测量设备规模小,只需要单天线,但要求接收机具有高精度的校准能力。本文主要介绍近年来我们在国家天文台红柳峡观测站开展的全天频谱探测实验的进展情况,包括多种非频变天线设计、创新性的多通道交叉验证接收系统设计思想,以及初步的实验进展等,实验结果显示利用天线模拟器得到系统校准精度残差小于0.025 K,达到了自校准精度的国际水平。这些设备的研制和实验的开展将有力地推动我国未来的月球轨道或月基全天频谱探测项目。

摘要：月面低频射电天文观测具有巨大科学发现的潜力,有望揭开宇宙黑暗和黎明时代的秘密。针对月球背面低频观测提出一种新的设计方案,利用非福斯特匹配电路,大大减小了天线的物理尺寸,使之结构轻巧便于月面部署。首先设计了一种轻巧、宽温度范围、易延展、可折叠、便于在月面部署的电小薄膜天线,具有良好的全向性,在4~8 MHz增益小于1.92 dB,半波束宽度大于83°;然后利用加载非福斯特匹配电路改善其阻抗性能,将天线的电抗从-985.3Ω优化到小于-16.5Ω;最后采用等效电路进行阻抗和噪声实测,噪声功率水平在绝大部分频率范围内小于-150 dBm,初步证实该方案的可行性。