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Spektralanalyse am technologischen Limit: Anwendungen in der Radioastronomie Wo Prozessoren in ihrer Leistungsfähigkeit nicht mehr ausreichen, wird programmierbare Logik in Form von FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) eingesetzt. Hunderte von Rechenoperationen können damit innert Nanosekunden erledigt werden. Diese Technologie eignet sich vorzüglich für die Echtzeit-Spektralanalyse von Signalen. Typische Anwendungen finden sich in der Radioastronomie oder der Atmosphärenphysik. Typisch sind die enormen Abtastraten von mehreren Giga-Samples pro Sekunde bei Wandler-Auflösungen von ³ 10 Bit, Signal-Bandbreiten von > 1 GHz, aufgelöst in ³ 16'384 Kanälen. Die Leistungsgrenze wird in diesen Bereichen stetig nach oben geschoben. Mit dem präsentierten Projekt wurde ein neuer Meilenstein punkto Funktionalität und Verarbeitungsgeschwindigkeit gesetzt. So ist das realisierte Spektrometer 1- oder 2-kanalig konfigurierbar, in der 2-kanaligen Version können beispielsweise die Summen- und Differenzspektren gerechnet werden, oder das Kreuzleistungs-Spektrum. Anstelle der "normalen" Fast Fourier Transform (FFT) wurde eine digitale Filterbank implementiert. Im Vortrag werden aktuelle und künftige Anwendungen im Bereich der Radioastronomie vorgestellt. Es sind Anlagen und Projekte, die weltweit in Betrieb sind oder in Planung stehen. Messresultate zeigen die enorme Leistungsfähigkeit, aber auch die Grenzen der digitalen Spektralanalyse. Bruno Stuber, Hochschule für Technik FHNW und Christian Monstein, ETH ZürichSpectral Analysis at the Limit - Applications in Radio Astronomy

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