基于多相滤波器的宽带射电频谱仪设计

提出了一种基于多相滤波器的新型宽带射电频谱仪的设计方案。通过多相滤波器实现宽带射电信号的滤波,对滤波后的基带信号进行数字功率检波,再通过积分控制,最终得到射电信号的频谱强度。仿真分析表明,这一设计具有很好的效果,通过多相滤波器,使信号的速率大为降低,克服了传统频谱仪以及采用FFT实现频谱变换方法的缺点,可以实现对超宽带射电信号的实时频谱分析。     

基于Roach Ⅱ的数字频谱仪开发设计

为实现宽频带电磁环境实时测量,基于Roach II开发平台,开发设计了数字频谱仪,实时带宽10 MHz～2 GHz,动态范围达到55 dB。首先,分析了数字频谱仪开发设计理念和模块参数设置,实现快速扫描模式、脉冲监测模式的测试功能。其次,通过频率响应、动态范围、线性度等关键指标测量及分析,并与商用频谱仪测量结果对比,确定该数字频谱仪具有相对准确的测试精度,可应用于射电望远镜台站宽带实时频谱监测及瞬态信号分析。     

乌鲁木齐天文站建立脉冲星相干消色散观测系统

脉冲星发射的辐射信号经过星际介质到达观测天线的过程中,存在色散效应。该效应导致有一定带宽脉冲信号的不同频率成份到达天线时间有延迟,影响对脉冲星的观测。消色散技术是脉冲星观测的关键技术,它对脉冲星观测系统的灵敏度和观测精度至关重要。脉冲星相干消色散过程是:通过对观测信号进行Nyquist采样,对采样数据做傅立叶变换,变换后的频域信号与星际介质Chirp函数乘积,然后再做逆傅立叶变换回时域,得到消色散后的时域信号。乌鲁木齐天文站依托现有的南山25m射电望远镜和VLBI记录终端MK5A系统,自行开发的相干消色散处理软件(Linux操作系统下C语言调用MPI库)和4节点机群系统,建立了脉冲星相干消色散观测系统。     

用于射电天文数字频谱仪的新进展

根据在射电天文频谱观测中出现的新需求,介绍了近年来数字技术的新进展.达到GHz采样速率的多位高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)、海量数字处理芯片现场可编程门阵列(Field Progxammable Gate Array,FPGA)以及运行在这些芯片上的并行快速傅里叶变换知识产权(Fast Fourier,Transform Intellectual Property,FFT IP)内核,结合高性能数据总线的系统集成,为射电天文构建新型FFT频谱仪提供了可能的技术选择.与现有其他类型频谱仪相比,集成了这些新技术的数字型FFT频谱仪有更大的带宽、更高的谱分辨率、更高的动态范围和整体稳定性,此类频谱仪的出现显示了射电频谱技术已经进入了新一代数字技术应用的阶段.     

超宽带超高分辨率太阳射电频谱仪的研发

为完成对太阳射电爆发15 MHz～15 GHz频谱的监测,云南天文台研发4套太阳射电频谱仪,频率覆盖范围依次为15～80 MHz, 100～750 MHz, 600～4 200 MHz和4～15 GHz,分别称为十米波、米波、分米波和厘米波太阳射电频谱仪。十米波段太阳射电频谱仪的谱分辨率和时间分辨率分别为7.6 kHz和1 ms;米波段和分米波段太阳射电频谱仪的谱分辨率和时间分辨率分别为9.5 kHz和10 ms;厘米波段太阳射电频谱仪的谱分辨率和时间分辨率分别为76 kHz和10 ms。每套设备包括天线系统、接收机和数字频谱仪。为实现超高谱分辨率,需要的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)点数最高达到262 144,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)上,通过一个FFT IP核(Intellectual Property Core)不能实现如此高点数的快速傅里叶变换运算。对于大点数的快速傅里叶变换,需要对数据行列分解后做并行处理,从而将其转化为两个小点数的快速傅里叶变换。通过对并行算法的研究,...     

集成声光频谱分析仪（IAOSA）应用于射电天文学的展望

本文首先概述了声光频谱仪在射电天文学上应用的历史和最新发展。进而介绍了集成声光频谱分析仪(IAOSA)的基本工作原理,并给出具有100MHz带宽,2MHz分辨率的IAOSA的设计方案。最后探讨了IAOSA在射电天文学上的应用前景,及利用紫台太阳射电望远镜进行IAOSA的可行性,数据压缩,弱信号检测、干扰信号的识别等多功能实验的具体设想。     

云台射电频谱仪预研

简要介绍了用于研究分子夭文学的各种射电频谱仪及国内外发展状况,讨论了各种频谱仪的优缺点,最后提出了云台建立射电频谱仪的型式。     

嫦娥四号低频射电频谱仪降低背景噪声方法的研究

嫦娥四号着陆器将搭载低频射电频谱仪在月球背面进行低频射电天文观测,低频射电频谱仪的观测波段为0.1~40 MHz。根据着陆器在中国空间技术研究院的微波暗室进行的电磁兼容性试验结果,着陆器平台在该频段内自身存在非常强的噪声,其强度甚至淹没大部分来自太阳爆发的信号,难以探测有效信号,实现预期的科学目标。通过模拟仿真分析谱减法、维纳滤波及自适应滤波3种方法对着陆器噪声消除的效果,从而选择更为有效的噪声消除方法,为低频射电频谱仪在轨探测任务的数据处理提供依据。     

太阳射电频谱仪数据采集与处理(自相关频谱仪原理与应用)

本文论述了 0 .7～ 1 .4GHz太阳射电频谱仪数据采集与处理系统是如何实现的。正在研制的此仪器采用了多通道频谱仪与自相关频谱仪结合使用的方案。首先 ,本文详细讨论了自相关频谱仪的原理 ,并介绍了北京大学研制的自相关频谱仪的结构。在此基础上着重讨论了多通道频谱仪与自相关频谱仪的同步控制的解决方案 ,以及大容量数据采集实时存盘的解决方案。最后 ,介绍了我们为数据预处理采用的一些方案。     

基于CLEAN算法的嫦娥四号低频射电频谱仪信号干扰抑制

嫦娥四号低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)放置在月球背面,观测条件得天独厚.然而,嫦娥四号平台存在约10-15 W/(m2·Hz)的强干扰,并且干扰在每道时域数据中存在明显差异,大大削弱了低频射电频谱仪的观测灵敏度.为此,从两组信号的相关性出发,提出基于CLEA...     

德令哈13.7m望远镜多波束接收机的运行

德令哈13.7 m望远镜是中国最重要的射电望远镜之一.望远镜自安装超导成像频谱仪以及采用飞行观测模式以来,运行近10 yr.在此期间,望远镜开展并完成大量的天文观测,累积了巨量的天文数据,取得了一系列重要的科研成果.介绍了超导成像频谱仪在天文观测中的运行状态,运行中疑难问题、故障现象及解决方案.详述了超导成像频谱仪各方面性能测试及多年来的性能分析,包含接收机噪声温度及望远镜系统噪声温度、镜像抑制比、接收机稳定性、波束性能等方面.列举了超导成像频谱仪更新发展方面的工作,包含本振功率自动化调整、边带分离型超导混频器预放大电路的更新、控制程序的优化等.总结经验和规律,承前启后,将过去的超导成像频谱仪的维护运行经验应用到之后新一代大规模接收机系统中.     

太阳射电频谱仪数据采集与自理自相关频谱仪原理与应用）

本文论述了０．７～１．４ＧＨz太阳射电频谱仪数据采集与处理系统是如何实现的。正在 研制的此仪器采用了多通道频谱仪与自相关频谱仪结合使用的方案。首先,本文详细讨论了自相关频谱仪的原理,并介绍了北京大学研制的自相关频谱仪的结构。在此基础上着重讨论了多通道频谱仪与自相关频谱仪的同步控制的解放方案,以及大容量数据采集实时存盘的解决方案。最后,介绍了我们为数据预处理采用的一些方案。     

基于IBOB的射电望远镜宽带数字频谱仪系统的设计与测试

简述了基于IBOB和Xilinx System Generator平台的射电望远镜宽带数字频谱仪系统的设计与应用;给出了双路400MHz、2048通道、16IP输出数字频谱仪系统的具体设计方案,并对该数字频谱仪器的性能指标进行了分析和测试,验证了方案的可行性;最后初步讨论了滤波器设备对后端系统的影响。     

小波分析理论在GPS技术中的应用

在GPS数据处理中 ,存在着误差影响、影响波的干扰、周跳和数据量大等问题。误差影响和影响波的干扰实质是在接收卫星信号时受到其它因素的影响 ;周跳是由于卫星信号的失锁而造成信号的不连续 ;数据量大是因为GPS观测需要采样间隔小又连续观测所致。由于小波理论具有时频分析、波形分解、特征提取和快速小波变换等特性 ,应用小波变换和波形分解可以解决误差影响和影响波的干扰的问题 ;应用特征提取可以解决周跳检测问题 ;应用快速小波变换可进行数据压缩     

小波分析理论在GPS技术中的应用

在GPS数据处理中，存在着误差影响、影响波的干扰、周跳和数据量大等问题。误差影响和影响波的干扰实质是在接收卫星信号时受到其它因素的影响；周跳是由于卫星信号的失锁而造成信号的不连续；数据量大是因为GPS观测需要采样间隔小又连续观测所致。由于小波理论具有时频分析、波形分解、特征提取和快速小波变换等特性，应用小波变换和波形分解可以解决误差影响和影响波的干扰的问题；应用特征提取可以解决周跳检测问题；应用快速小波变换可进行数据压缩。     

数字声光频谱仪性能改进

本文介绍了数字声光频谱仪通过鉴定之后所进行的一系列改进。对电系统和声光系统频率响应进行了综合补偿,改善了整机频率响应。提高了时间分辨率。软件改进增加了频谱仪数据采集功能,并使它操作更加简便。     

使用量化器件获得高精度测量方法的几点讨论

本文从列阵器件测量精度的估计公式出发，推导了用低精度Ａ／Ｄ变换器件获得高精度测量结果的一般性证明，还讨论了这种方法的若干可能应用。     

1987年5月19日太阳微波辐射的谐波结构

1987年5月19日UT 05~h50~m17~s至05~h50~m25~s云南天文台太阳射电点频式频谱仪收到了来自太阳微波辐射的谐波结构(Harmonic Structures)。这是目前世界上时间分辨率为1ms的频谱仪首次观测到。该频谱仪由1420MHz、2840MHz和3670MHz构成。     

基于反射信号提取的双星系统轨道估算

在观测双星系统时,接收的信号包含伴星反射成分。反射信号的时延可以给出伴星的位置、运动等信息,提取反射信号可以实现双星系统的轨道估算。利用相关函数,可实现对反射信号的提取,但由于双星的相对运动,直接对接收信号进行自相关运算不能提取反射信号。提出了一种基于对接收信号在时域做变换的方法,计算接收信号与变换后信号的互相关函数,可以解决运动情形下反射信号的提取。利用MATLAB对具体的情形进行了模拟,成功地提取了反射信号,验证了该方法的有效性。     

用于分子谱线观测的512路数字式自相关频谱仪

本文简要介绍了采用一比特自相关技术实现的５１２路数字式自相关频谱仪的工作原理及系统的硬件和软件构成。该频谱仪主要用于分米及ｃｍ波段分子谱线观测。频谱仪系统时钟可在６２５ＫＨｚ和２０ＭＨｚ之间按２的倍率选择，最大分析带宽为１０ＭＨｚ。最高频率分辨率为０．６１ＫＨｚ，相应于１８ｃｍ波段的速度分辨率为０．１ｋｍ／ｓ。文章最后给出了利用上海天文台２５ｍ射电望远镜观测ＯＨ脉泽源的结果。