VLBI数字基带转换器测试进展

叙述了中国科学院上海天文台正在研发的VLBI数字基带转换器的最新测试进展。首先介绍了VLBI数字基带转换器的项目背景。接着介绍了VLBI数字基带转换器的设计指标和系统组成。然后介绍了利用VLBI长基线方法测试分析VLBI数字基带转换器性能的具体过程,并且通过在VLBI观测中与传统模拟VLBI基带转换器进行了性能对比,得出结论:目前VLBI数字基带转换器在以射电源为信号源的VLBI观测中,射电源流量高时条纹信噪比优于模拟VLBI基带转换器,射电源流量低时条纹信噪比与模拟VLBI基带转换器相当,且数字基带转换器带通特性好于模拟基带转换器。     

用于VLBI数字基带转换的多相滤波技术研究

该文阐述了利用低通滤波器和多相滤波器技术实现VLBI数字基带转换的原理,建立了采用多相滤波器与FFT技术的数字基带转换系统的仿真模型;然后对本模型的算法复杂度进行了分析和比较;最后对该模型的正确性进行了仿真实验验证.     

中国VLBI网相关处理机研制进展

经过数年的艰苦努力，中国VLBI网相关处理机继2000年元月取得天文观测数据的互相关条纹后，VLBI技术实验室的研究人员又为提高相关处理机工作稳定性和处理结果质量进行了大量的软硬件调试工作，获得了较为稳定的相关处理机工作状态，于2000年8月获得射电源DA193在佘山－南册基线上的清晰互相关条纹，经验证，互相关条纹的相位变化值与台站时延补偿修改值相符，中国VLBI网相关处理机是一架两台相关处理机，它由两台数据注总计达秒648兆位的高速大容量磁带回放系统和接口电路，高速FFT和交叉相乘模块以及长期累加和控制部件组成，每台站最大信号带宽为128MHz，其高速FFT和交叉相乘模块每秒种可同时连续进行138亿次以上的浮点乘法和309亿次以上的浮点加法运算。     

VLBI数字基带转换器的ADC负载性能研究

在研究VLBI数字基带转换器的基础上,对输入给ADC的信号的负载特性详细分析,给出了输入为正弦信号时的ENOB估算公式,分析了输入为天文信号时输入信号的能量对信噪比的影响,推算出了ADC最佳量化时对输入信号负载的要求.     

VLBI数字基带转换器通道时延一致性的调整

VLBI数字基带转换器(Digital Baseband Convertor,简称DBBC)又称为CDAS(Chinese VLBI Data Acquisition System),是上海天文台自主研发的新一代数字化终端设备。该设备可以将宽带信号分成若干个基带信号。由于其结构上采用了多芯片和多板卡结构,使得通道之间的时延存在差异。从设备结构入手,分析了各通道之间时延差异产生的主要原因,提出以复位信号为参考,基于m序列的数据同步方法以解决该问题。通过实验,证明该方法能有效地改善同一中频上各通道间时延的差异。     

脉冲星VLBI观测软件相关处理进展

VLBI是进行高分辨率脉冲星观测研究的重要手段.脉冲星信号是非常微弱的脉冲序列,其VLBI观测面临多种挑战.在数据相关过程中采用有效技术提取脉冲星信号可提高观测成功率和精度.DiFX(Distributed FX-style Software Correlator)是目前国际上流行的开源软件相关处理机,它采用非相干消色散技术和“脉冲星数据分箱技术”(Pulsar Binning),在脉冲星VLBI观测数据的相关处理方面具有优异的性能.介绍了DiFX的构架,安装、调试方法,并对利用DiFX处理脉冲星VLBI观测数据的进展情况进行论述.利用单机环境下的DiFX,在普通模式和Pulsar Binning模式下对中国VLBI网(CVN)第一次脉冲星观测数据进行相关处理;利用德国马普射电天文研究所集群计算环境下的Bonn-DiFX,在Pulsar Binning模式下对流量仅有2.6 mJy的毫秒脉冲星PSRJ1022+1001的欧洲VLBI网(EVN)观测数据成功进行相关处理.最后,对使用DiFX处理脉冲星观测数据情况进行总结,并展望了今后CVN开展脉冲星观测研究的前景.     

一种VLBI数字基带转换器的阈值计算方法及其FPGA实现

随着电子技术的进步,数字化的设备成为发展的趋势.在VLBI2010中定义了新型VLBI数据终端,新的系统使用数字逻辑电路完成VLBI的数据采集.数字基带转换器(Digital Base Band Converter,DBBC)是VLBI数据终端的核心部件,其功能是将射频接收机输出的宽带模拟中频信号数字化处理后,选取若干频道转换为基频信号.与模拟设备相比,其在带通特性、长基线条纹信噪比性能等方面有很大优势.其中经过基带转换后的信号需要通过自动增益控制(Auto Gain Control,AGC)模块进行阈值比较,得到2 bits量化信号作为输出.目前2 bits数字自动增益控制模块设置阈值的方法是基于传统的自动增益控制方法,即信号通过平方、累加和开方,计算出信号的平均功率,再通过平均功率得到阈值.提出了一种量化闽值计算的新方法,该方法通过统计数字信号各比特位的状态分布,并与原阈值进行比较,从而确定新阈值的相应比特位的值,使经阈值比较后的量化输出符合预定的比例.阈值随每N个输入信号的统计情况进行更新,从而实现2 bits动态量化.这种方法可以避免多位数据的平方、累加和开方的复杂计算,从而减少数字自动增益控制模块的资源占用.通过对其FPGA设计的仿真结果分析,验证了该方法的可行性.对2 bits量化原理及其量化误差分析的关键部分作了论述,并通过MATLAB计算出最佳量化门限和量化状态.     

lbb-用于射电天文VLBI基带数据读写的库

Library for Baseband (lbb)是一个自研的用于读取解析甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)基带数据的工具库,主要用于VLBI观测中对终端基带数据的读取、解析及输出结果分析.该软件库通过对基带数据的自动判断,自动实现读取不同数据格式的功能,并提供了各种各样的API (Application Programming Interface)功能供用户调用.目前lbb软件库已经成功应用在了探月工程VLBI测轨任务中的硬件相关处理机配置项和测地VLBI观测数据的预处理.文章详细介绍了lbb软件库的设计、功能及用法.     

应用于数字下变频中CORDIC算法的FPGA实现

正余弦信号在GNSS接收终端的数字下变频中有着重要的应用,CORDIC算法是实现正余弦信号的最重要方法。立足于DDS与CORDIC算法的基本原理,针对CORDIC算法实现主要存在的3个问题,结合变象限法、流水线技术及相幅量化数据格式,在FPGA上通过实现CORDIC算法可在一个时钟周期内计算出正余弦信号幅值。仿真结果表明：与传统CORDIC算法实现相比,本文实现的正余弦信号精度高且速度快,并能满足GNSS接收终端数字下变频对正余弦信号的需求。     

VLBI技术成功应用于我国首次月球探测工程

“嫦娥一号”卫星绕月探测工程是我国首次月球探测工程,是我国跨入深空探测的第一步,在我国航天事业的发展史上具有里程碑意义。2004年1月我国正式启动月球探测工程,工程主要分“绕”、“落”、“回”三期,现处第一阶段。绕月探测工程由嫦娥一号卫星、长征三号甲运载火箭、西昌卫星发射场、测控系统和地面应用系统等五大系统组成。VLBI（甚长基线干涉测量）分系统是绕月探测工程测控系统的一个分系统,是测控系统的重要组成部分,与测控系统的USB系统共同完成嫦娥一号卫星在除发射段外的各个轨道段的测轨任务。     

利用DiFX处理CVN天文观测数据进展

相关处理机是VLBI观测数据处理的核心单元,相关处理机的输出结果可以直接作为天文成图、测地学以及航天器干涉测量等应用的输入。DiFX是运行在分布式计算、共享存储单元的集群环境下最成功的软件相关处理机之一。首先介绍上海天文台DiFX综合平台的现状;然后介绍利用DiFX相关处理机处理中国VLBI网(CVN)天文观测数据的进展:最后简短展望了DiFX平台为CVN及国际VLBI天文观测提供相关处理服务的前景。可为利用该平台的相关处理结果开展科学研究提供参考。     

数字滤波技术应用于VLBI数据采集的方法

在VLBI(VeryLongBaselineInterferometry)数据采集终端中,用数字滤波代替模拟滤波有其显著的优势。本文首先介绍了国外在VLBI数据采集终端中采用数字滤波的进展情况,然后阐述了数字滤波在系统中的实现方案。实现数字滤波的关键是信号处理的速度,降低运算量是实现快速处理的关键,本文给出了实现FIR数字滤波器的3种结构,并在运算量方面进行了分析和比较。在这基础上,还对数字滤波的2种系统实现方案进行了具体分析。高性能的FPGA(FieldProgrammablegateArray)芯片是实现数字滤波器的较好选择,文章最后给出了基于FPGA芯片、用查表(LUT:LookUpTable)的方式实现的数字滤波系统框图。     

The development of radio astronomy at Hartebeesthoek

The development of radio astronomy at the Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory in South Africa is described. The Hartebeesthoek site was established originally by NASA as one of three Deep Space Stations equipped with 26-m parabolic reflector antennas. It was first used for radio astronomy by South Africa in terms of the NASA host nation agreement which allowed for its use at times when the facility was not needed for its primary purpose of tracking space probes. After NASA withdrew from South Africa in 1975, the South African Council for Scientific and Industrial Research took over the site and the 26-m parabolic reflector antenna, which NASA had abandoned in position, and established it as a national observatory. The development of the facility to the stage where it could support a variety of observing programmes such as continuum observations and mapping, spectroscopy and pulsar timing is described as well as the role played by the Observatory in global programmes of very long baseline interferometry.     

嫦娥四号VLBI群时延跳变研究

相时延处理软件是嫦娥四号(CE-4)任务甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)测轨分系统软件配置项之一,利用其处理着陆巡视器X波段DOR(Differential One-way Ranging)信号时,观测弧段(scan)内偶尔存在残余群时延跳变问题.论文主要分为两部分:一是根据VLBI信号接收和数据处理流程,从相关相位、频率、幅度和功率方面进行分析,最终将影响因素定位在昆明测站模拟信号异常;二是以scan内时延跳变影响因素分析为基础,通过修正异常基线相关相位,研究残余群时延跳变事后改正方法,并利用定轨软件验证其有效性,升级了相时延处理软件.     

南天区20个河外射电源的VLBI研究

本文报道南天区5GHzVLBI普查式观测结果．首次观测是在1992年11月期间进行的，共观测了23个河外射电源，获得了20个河外射电源的VLBI高分辨率的射电图象．有15个射电源呈现核喷流结构，1个有双向喷流，3个未分解，末发现有致密观源．在16个核喷流（包括一个双向喷流源）源中有11个呈现弯曲喷流现象．此外还首次发现有3个源中可能有超光速运动现象．     

A VLBI study of 20 southern extragalactic radio sources

This paper describes a 5 GHz VLBI survey in the southern hemisphere. The first observation of 23 extragalactic radio sources was conducted in November 1992. Twenty VLBI images were obtained, of which 15 sources show core-jet structure, one has a two-sided jet, and three sources are unresolved. No compact double source was found. Eleven of the 16 sources with core-jet (including a two-aided jet) show evidence of jet bending. In addition, four sources appear to be superluminal, of which three sources are new.     

An Examination of Candidate AGN Counterparts to Unidentified EGRET Sources

Radio observations of candidate active galactic nucleus counterparts to eight EGRET sources with |b| > 9^∘ are examined, and several new identifications suggested. Preference is given to the use of all-sky, flux-density limited surveys in searching for counterparts and attention is drawn to the importance of not relying exclusively on spectral indices inferred from single-dish observations.     

三孔较差视宁度监视仪的数据采集／处理系统

本文较详细地阐述了三孔较差视宁度监视仅数据采集／处理系统的原理、方案、硬软件设备，并介绍了仪器的性能和试观测的情况及未来改进的设想。