RADIANT - Radio Astronomy with Low-Complexity Sensors
Final Report Abstract
Die innerhalb des Forschungsprojekt erzielten Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass heutige Radioteleskopsysteme wie das europäische LOFAR Teleskop, durch einfache Modifikationen weitaus kostengünstiger, energieeffizienter und vielseitiger betrieben werden könnten. Zukünftige Radioteleskopsysteme können bei gleichbleibenden Kosten und Energieverbrauch erheblich leistugsstärker und flexibler gestaltet werden. Insbesondere für Radioteleskopsysteme welche von Satelliten aus betrieben werden müssen, stellt das Konzept der binären Signalerfassung aufgrund seiner Leistungseffizienz eine attraktive Alternative dar. Während des Projekts wurde die grundlegende Systemarchitektur für ein massives binäres Radioteleskopsystem erarbeitet. Eine massive Messarchitektur nutzt die Möglichkeiten der binären Signalerfassung vollumfänglich aus und eröffnet im Bereich der Astronomie die Möglichkeit, allen Wissenschaftlern ein leistungsstarkes softwarebasiertes Radioteleskop zur Verfügung zu stellen. Hierbei können im Gegensatz zu herkömmlichen Systeme gleichzeitig beliebig viele individuelle Beobachtungskampangen durchgeführt werden. Erreicht wird dies durch die unkomprimierte Speicherung der digitalen Sensordaten aller Antennen an zentralen Supercomputern. Somit kann mit einer physikalischen Radiomessung der Sensordatenstrom für viele Kampagnen langfristig bereit gehalten werden. Dieser Umstand könnte die astronomische Forschung von Grund auf verändern. Heute müssen Messkampagnen in der Radioastronomie zu großen Teilen seriell durchgeführt werden, wobei einzelne Wissenschaftler Beobachtungszeit auf dem jeweiligen Teleskopsystem erst beantragen müssen. Dies führt zu Wartezeiten für den Einzelnen. Auch kommt es für die Forschungsgemeinschaft zu Verzögerungen, da die bei den jeweiligen Kampagnen generierten Messdaten zunächst für viele Monate ausschließlich den Antragstellern zur Verfügung stehen. Diese Verzögerungen in der wissenschaftlichen Arbeit werden durch ein massives binäres Radioteleskopsystem gänzlich eliminiert.
Publications
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Glancing Through Massive Binary Radio Lenses
Manuel S. Stein
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Latency Analysis for Sequential Detection in Low-Complexity Binary Radio Systems. IEEE Transactions on Communications, vol. 67, no. 12, pp. 8598–8611, 2019
Manuel S. Stein and Michael Fauß
