Solar-Terrestrial Physics Solar-Terrestrial Physics Солнечно-земная физика 2712-9640 122596 10.12737/szf-122202614 sanbmj Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Modern digital backend systems for the radio telescopes of the Quasar VLBI network Современные цифровые системы преобразования сигналов радиотелескопов комплекса «Квазар-КВО» https://orcid.org/0000-0002-9870-3489 Маршалов Дмитрий Александрович Marshalov Dmitriy Aleksandrovich marshalov@iaaras.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-1577-9638 Гренков Сергей Александрович Grenkov Sergey Aleksandrovich grenkov@iaaras.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Бердников Антон Сергеевич Berdnikov Anton Sergeevich as.berdnikov@iaaras.ru https://orcid.org/0000-0001-9872-4215 Федотов Леонид Васильевич Fedotov Leonid Vasilevich fedotov@iaaras.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Институт прикладной астрономии РАН Санкт-Петербург Россия Institute of Applied Astronomy RAS Saint Petersburg Russian Federation Институт прикладной астрономии РАН Санкт-Петербург Россия Institute of Applied Astronomy RAS Saint Petersburg Russian Federation Институт прикладной астрономии РАН Санкт-Петербург Россия Institute of Applied Astronomy RAS Saint Petersburg Russian Federation Институт прикладной астрономии РАН Санкт-Петербург Россия Institute of Applied Astronomy RAS Saint Petersburg Russian Federation 12 2 130 136 07 11 2025 16 02 2026 https://naukaru.ru/en/nauka/article/122596/view

В статье рассмотрены современные цифровые системы преобразования сигналов радиотелескопов комплекса «Квазар-КВО». Кратко прослежена эволюция аппаратуры преобразования сигналов от аналоговых и гибридных решений к многофункциональной цифровой системе преобразования сигналов (МСПС), обеспечивающей полную цифровую обработку принимаемых сигналов в широкой полосе частот. Описаны архитектура, основные технические характеристики и режимы работы МСПС, а также особенности ее применения на радиотелескопах РТ-13 и РТ-32. Показано, что использование МСПС позволяет унифицировать аппаратные средства радиотелескопов, поддерживать широкополосные и узкополосные режимы радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, а также реализовывать спектральные и радиометрические наблюдения в рамках единой аппаратно-программной платформы. Приведены примеры практического применения системы, подтверждающие ее эффективность, стабильность параметров сигнального тракта и совместимость с отечественными и международными стандартами регистрации и передачи данных. В заключение обсуждаются перспективы дальнейшего развития системы и расширения круга решаемых научных и прикладных задач.

This paper presents modern digital signal conversion systems used for radio telescopes of the Quasar VLBI network. We briefly trace the evolution of signal conversion equipment from analog and hybrid solutions to a multifunctional digital backend system (MDBE) providing fully digital processing of received signals over a wide frequency range. The architecture, main technical characteristics, and operating modes of MDBE are described, along with specific features of its application on the RT-13 and RT-32 radio telescopes. It is shown that the use of MDBE enables unification of signal conversion hardware, supports both broadband and narrowband very long baseline interferometry modes, and allows spectral and radiometric observations to be implemented within a single hardware–software platform. We give examples of practical applications demonstrating the system’s efficiency, stability of signal path parameters, and compatibility with national and international data recording and transmission standards. Prospects for further development of the system and expansion of the range of scientific and applied problems are also discussed.

 радиотелескоп радиоастрономическая аппаратура система преобразования сигналов цифровая обработка сигналов radio telescope radio astronomical equipment signal conversion system digital signal processing

Ипатов А.В. Радиоинтерферометр нового поколения для фундаментальных и прикладных исследований. Успехи физических наук. 2013, т. 183, № 7, с. 769–777. https://doi.org/10.3367/UFNr.0183.201307i.0769. Bondarenko Yu.S., Marshalov D.A., Zinkovsky B.M., Mikhailov A.G. Radar images of the candidate spacecraft landing sites on the Moon. Astron. Lett. 2024, vol. 50, no. 1, pp. 92–97. https://doi.org/10.1134/S1063773724600127. Маршалов Д.А., Гренков С.А., Кольцов Н.Е., Федотов Л.В. Универсальная цифровая система обработки сигналов для радиотелескопов. Труды ИПА РАН. 2024, вып. 71, с. 9–17. https://doi.org/10.32876/ApplAstron.71.9-17. Deller A.T., Tingay S.J., Bailes M., West C. DiFX: a software correlator for very long baseline interferometry using multiprocessor computing environments. Publ. Astron. Soc. Pacific. 2007, vol. 119, iss. 853, pp. 318–336. https://doi.org/10.1086/513572. Сальников А.И., Безруков И.А., Васильев В.В., Вылегжанин А.В. Опыт эксплуатации систем буферизации и передачи данных в течение 2012–2022 годов. Перспективы развития. Труды ИПА РАН. 2023, вып. 64, с. 9–14. https://doi.org/10.32876/ApplAstron.64.9-14. Ipatov A.V. A new-generation interferometer for fundamental and applied research.Physics-Uspekhi. 2013, vol. 56, no. 7, pp. 729–737. https://doi.org/10.3367/UFNe.0183.201307i.0769. Bondarenko Yu.S., Marshalov D.A., Zinkovsky B.M., Mikhailov A.G. Radar images of the candidate spacecraft landing sites on the Moon. Astron. Lett. 2024, vol. 50, no. 1, pp. 92–97. https://doi.org/10.1134/S1063773724600127. International Virtual Observatory Alliance. URL: https://www.ivoa.net (accessed December 10, 2025). Deller A.T., Tingay S.J., Bailes M., West C. DiFX: a software correlator for very long baseline interferometry using multiprocessor computing environments. Publ. Astron. Soc. Pacific. 2007, vol. 119, iss. 853, pp. 318–336. https://doi.org/10.1086/513572. Marshalov D.A., Grenkov S.A., Koltsov N.E., Fedotov L.V. Universal digital signal processing system for radio telescopes. IAA RAS Transactions (Proc. Institute of Applied Astronomy RAS). 2024, iss. 71, pp. 9–17. (In Russian). https://doi.org/10.32876/ApplAstron.71.9-17. International Virtual Observatory Alliance. URL: https://www.ivoa.net (дата обращения 10 декабря 2025 г.). Min-Gyu Song, Do-Young Byun, Hyun-Goo Kim, et al. The design of network model for the implementation of e-VLBI. Publ. Korean Astron. Soc. 2005, vol. 20, no. 1, pp. 63–71. https://doi.org/10.5303/PKAS.2005.20.1.063. Min-Gyu Song, Do-Young Byun, Hyun-Goo Kim, et al. The design of network model for the implementation of e-VLBI. Publ. Korean Astron. Soc. 2005, vol. 20 (1), pp. 63–71. https://doi.org/10.5303/PKAS.2005.20.1.063. Nosov E.V. Methods for measuring the signal of the phase calibration of the VLBI radio telescopes. Radiophysics and Quantum Electronics. 2019, vol. 62, no. 4, pp. 237–249. https://doi.org/10.1007/s11141-019-09972-z. Nosov E.V. Methods for measuring the signal of the phase calibration of the VLBI radio telescopes. Radiophysics and Quantum Electronics. 2019, vol. 62, no. 4, pp. 237–249. https://doi.org/10.1007/s11141-019-09972-z. Oh S.-J., Roh D.-G., Wajima K., et al. Design and development of a high-speed data-acquisition system for the Korean VLBI Network. Publ. Astron. Soc. of Japan. 2011, vol. 63, iss. 6, pp. 1229–1242. https://doi.org/10.1093/pasj/63.6.1229. Oh S.-J., Roh D.-G., Wajima K., et al. Design and development of a high-speed data-acquisition system for the Korean VLBI Network. Publ. Astron. Soc. of Japan. 2011, vol. 63, iss. 6, pp. 1229–1242. https://doi.org/10.1093/pasj/63.6.1229. Salnikov A.I., Bezrukov I.A., Vasiliev V.V., Vylegzhanin A.V. Experience in the operation of buffering and data transmission systems during 2012–2022. Prospects for development. IAA RAS Transactions [Proc. Institute of Applied Astronomy RAS]. 2023, iss. 64, pp. 9–14. (In Russian). https://doi.org/10.32876/ApplAstron.64.9-14. Sekido M., Takefuji K., Tsutsumi M., Kondo T. Broadband VLBI Data Acquisition System for GALA-V. IVS NICT TDC News, 2015, no. 35, pp. 7–11. Sekido M., Takefuji K., Tsutsumi M., Kondo T. Broadband VLBI Data Acquisition System for GALA-V. IVS NICT TDC News, 2015, no. 35, pp. 7–11. URL: https://www2.nict.go.jp/sts/stmg/ivstdc/news_35/tdc_news35.pdf (дата обращения: 20 декабря 2025 г.). URL: https://www2.nict.go.jp/sts/stmg/ivstdc/news_35/tdc_news35.pdf (accessed December 20, 2025). Tuccari G., Alef W., Dornbusch S., et al. DBBC3 — the new wide-band backend for VLBI Proc. Science (PoS). 14th European VLBI Network Symposium and Users Meeting. Granada, Spain, 2018, p. 140. https://doi.org/10.22323/1.344.0140. Tuccari G., Alef W., Dornbusch S., et al. DBBC3 — the new wide-band backend for VLBI Proc. Science (PoS). 14th European VLBI Network Symposium and Users Meeting. Granada, Spain, 2018, p. 140. https://doi.org/10.22323/1.344.0140. Vertatschitsch L., Primiani R., Young A., et al. R2DBE: a wideband digital backend for the Event Horizon Telescope. Publ. Astron. Soc. Pacific. 2015, vol. 127, iss. 959, pp. 1226–1239. https://doi.org/10.1086/684513. Vertatschitsch L., Primiani R., Young A., et al. R2DBE: a wideband digital backend for the Event Horizon Telescope. Publ. Astron. Soc. Pacific. 2015, vol. 127, iss. 959, pp. 1226–1239. https://doi.org/10.1086/684513.