近日，中国科学院上海天文台自主研发的新一代数字接收机成功安装在澳大利亚西澳州默奇森射电天文观测站的“MWA（Murchison Widefield Array）三期望远镜。该设备凭借优异的频率响应和通道处理性能，显著提升MWA望远镜的观测能力，首次获得了超过200个阵元的观测结果。目前，MWA三期已进入试运行阶段（余下部分阵元将逐步投入观测），已经对成员开放正式观测申请。

MWA望远镜作为“平方公里阵列射电望远镜（SKA）“的低频先导实验阵列，承担着验证SKA关键技术和探索宇宙黑暗时代（Cosmic Dark Ages）的核心使命。MWA经过两期的建设，拥有256个天线阵元，但是仅有一半配备了数字接收机，且已运行多年，亟需升级，因此MWA三期建设的核心内容之一是研制新型数字接收机。

上海天文台科研团队深入对接MWA三期建设需求，高标准严要求开展16台新型数字接收机的研制工作，每台数字接收机负责接收8个阵元的信号，共负责128个阵元，占MWA三期的一半(另一半继续使用以前的数字接收机)。自2021年起深度参与MWA三期建设，2022年12月交付首台样机，2024年4月完成功能性能、无线电干扰、以及现场观测等测试内容，2024年7月完成全部15台设备的交付，经过MWA团队的安装和试运行，测试表明设备性能达到预期，为MWA三期提供了关键设备支持。这一贡献不仅为SKA数据处理和科学预研提供数据支撑，还培养和锻炼了一支高水平科学技术人才队伍。

上海天文台研制的数字接收机在四个方面实现了升级：  
1. 灵敏度跃升：设备的采样位宽从8位提升至12位，输出位宽从5位提升至8位，量化噪声大幅降低。

2. 频率响应改进：采用优化的模拟放大器和数字滤波器设计，输入动态范围增加至60dB，输出通道内频率响应波动0.005dB。

3. 数据通道边缘的无损失处理：采用过采样滤波器组技术，实现了输出通道内带宽全部有效利用，避免了频带边缘出现的失真问题。  
4. 瞬态信号捕捉和回放：新增信号触发回放功能，数字接收机能回溯1秒内10GB原始数据，能够实时捕捉宇宙射线等瞬态信号，拓展了MWA对宇宙射线的观测能力。

MWA望远镜的负责人Steven Tingay教授对上海天文台研制的新型数字接收机给予了高度评价。他表示，该新型数字接收机性能远优于原先的设备，解决了通道边缘损失问题，对MWA核心观测实验，比如宇宙再电离时期的探测等，具有重要作用。他认为这批数字接收机对实现MWA三期建设科学目标至关重要。

该成果得到科技部、国际科技合作中心、中国科学院国际合作局的项目支持。感谢国家天文台SKA团组等兄弟单位的支持和帮助。

图1 上海天文台研制的数字接收机及MWA安装现场

图2 MWA三期望远镜观试测处理结果-相关条纹，红框部分为上海天文台设备

科学联系人：吴亚军，wuyajun@shao.ac.cn