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作者：王兴涛;刘雄伟;王伟华;吴亚军;余赟;杨小龙;
单位：西华师范大学物理与天文学院;常州工学院计算机科学与信息工程学院;中国科学院上海天文台;
摘要：作为探测宇宙再电离时期的重要方法之一，低频全天总功率实验的核心目标是在频谱为50～200 MHz的全天总功率谱中寻找宇宙再电离时期极其微弱的中性氢21 cm信号。目前通常使用快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）来计算功率谱，其存在的频谱泄漏问题，使得射频干扰（radio frequency interference, RFI）无法彻底剔除，从而严重干扰了微弱的宇宙再电离信号的提取。多相滤波器组（polyphase filter bank, PFB）是一种将信号按频率均匀划分的技术，可以替代FFT计算功率谱。介绍了PFB的基本原理及基于统一计算架构（compute unified device architecture, CUDA）的实现，并且通过仿真比较了PFB和FFT的性能，还比较了不同阶数的PFB性能差异。结果表明，PFB技术具有更平坦的带通响应、更窄的过渡带、更好的带外抑制。最后，对天马望远镜的观测数据及低频总功率实验产生的数据进行处理，验证了PFB技术的优越性，为全天总功率实验的频谱分析提供了一种有效的解决方法。
关键词：CUDA;;PFB技术;;GPU并行计算;;信号处理;;多相滤波器;;FFT运算
基金资助：科技部SKA专项(2020SKA0110103);; 国家自然科学基金重点项目(12433012)
