在人类探索宇宙的漫漫征途中，射电天文学宛如一颗璀璨的星辰，照亮了深邃未知的黑暗。近百年来，射电望远镜的发明与不断革新，如同为人类配备了一双超级“宇宙之眼”，让深空探索从缥缈的哲学思辨转变为严谨的实证科学。如今，大口径射电望远镜持续拓展着人类认知的边界，不断追问着宇宙的起源与尽头，而其中接收机这一核心部件，更是发挥着举足轻重的作用。
接收机，堪称射电望远镜的“智慧大脑”，在电磁波的浩瀚海洋中，它就像一位技艺精湛的翻译官，精准地捕捉我们所需的信号，并将其转化为人类能够理解的形式。它的这种“信号翻译”能力，不仅在日常生活中有着广泛应用，更是探索宇宙奥秘的关键钥匙。以中国科学院新疆天文台南山观测站的26米射电望远镜为例，其外形看似一口大锅，但这只是冰山一角。“大锅”如同手机的摄像头，主要负责汇聚电磁波，而真正将汇聚的电磁波传输到电脑终端，转化为科学家可分析信号的，则是位于焦平面的接收机。
接收机通常由喇叭馈源、正交模耦合器、低噪声放大器、滤波器、混频器等众多精密器件组成。其工作过程犹如一场精心编排的演出：首先，通过喇叭馈源等器件将原始的射电信号进行放大，就像在远处用高灵敏度麦克风增强歌手的音量；接着，利用滤波器过滤掉卫星通信、移动通讯、广播电视等干扰信号，如同开启麦克风的“人声增强”功能，排除风声、车鸣等杂音；然后，通过混频器将信号变频至中频信号，就像把原始歌声降至适合手机处理的音调；最后，将处理后的信号传输至数字终端记录，再由科研人员进行后处理，生成可供分析的“高清音频”。
自1993年底投入使用以来，南山26米射电望远镜凭借其强大的接收机，成功拆解了宇宙中各式各样的“信号包裹”。2011年，中国科学院新疆天文台微波接收机实验室自主研制的1.3厘米波段双极化制冷接收机，为该台在分子谱线、活动星系核和甚长基线干涉测量（VLBI）观测领域的研究提供了坚实支撑，助力取得多项重要成果。26米射电望远镜的建成，使新疆天文台成为我国脉冲星实测领域最早的观测基地，为中国脉冲星研究构建了重要的“数据库”。
在射电望远镜系统中，接收机的性能直接决定了探测灵敏度，而灵敏度又决定了人类能够“听”到多远、多微弱的宇宙信号。科研人员通常用噪声温度来衡量接收机的灵敏度，数值越低，表明接收机灵敏度越高，越能探测到暗弱信号。例如，位于智利阿塔卡马沙漠的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）望远镜，为了在毫米波/亚毫米波频段提高灵敏度，采用了液氮冷却的接收机，将噪声温度控制在10K左右（1K约等于 -272.15℃），与常温接收机（50K）相比，灵敏度提高了30%以上，从而能够探测到原行星盘等弱信号。
除了灵敏度，视场大小也是接收机的重要性能参数。更广阔的视场意味着更高的观测效率，使大面积巡天更加高效。目前，世界上著名的射电望远镜根据观测视场的不同，可将接收机分为单波束接收机、多波束接收机和相控阵接收机三类。
单波束接收机如同精准的狙击手，一次只能锁定一个方向的目标（一片天区）。其优点是结构简单、成本低，但覆盖面狭小，若要观察临近天区新目标，需调转望远镜观测方向，在同时接收多个天区方向信号方面优势不明显。多波束接收机则能同时伸出多条“电子触手”（波束），监听邻近的多个天区，相当于多个单波束接收机的集合，大幅提升了观测效率。然而，多个馈源之间的物理间隔导致观测的多片天区不连续，且波形固定、灵活性有限，同时由于体积限制，装配波束数量有上限，波束过多会使信号处理器处理压力剧增。相控阵接收机通过上百个微型天线单元协同工作，利用波束形成算法，使合成的多个波束紧密相连，实现邻近多片天区连续的视场覆盖，进一步提升观测效率。它还能动态调整望远镜各个波束，实现反射面面型修正、抗干扰等功能，如同一位技艺高超的指挥家，精准掌控着由数百个天线组成的“交响乐团”。不过，目前相控阵接收机在技术上主要应用于0.7 - 1.8GHz频段，对其他频段信号的处理能力有限。
不同类型的接收机各有特性，在射电望远镜观测中都发挥着不可或缺的作用。随着科技的不断进步，接收机的性能将持续提升，为人类探索宇宙的征程提供更强大的支持，让我们有望倾听更精细的宇宙“声音”，揭开更多宇宙的神秘面纱。
