分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-01-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 射电天文在HF-VHF频段采用天线组阵的方式进行观测，根据平方公里阵（Square Kilometre Array, SKA）的要求，每个阵列单元天线的增益、结构一致性、稳定性、阻抗变化趋势和极化纯度等方面需要达到较高指标，才能满足太阳、木星、再电离纪元等多种测量在极化测量、天线跟踪稳定性以及接收机宽带匹配等方面的需求。根据SKA requirement 2165：极化纯度（polarization purity）213538 和每极化方向灵敏度（sensitivity per polarization）281415提出的性能需求,以及在总结原有设计的经验后，针对10-90MHz频段，设计了一种适用于HF-VHF的新型倒V型栅板偶极子天线，具有重量轻，风阻小等优点，在10-90MHz的超宽频段内阻抗变化缓慢、极化纯度良好。其中，在阻抗变化方面，天线的阻抗实部从0.8到631.132变化，优于低频射电阵列（Low Frequency Array, LOFAR）的低频阵列天线，降低了接收机匹配难度和噪声；极化纯度方面，天线整体轴比小于0.41dB，对于太阳射电爆发等强极化信号具有良好的极化隔离度。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-09-19 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： L波段太阳射电爆发是导航系统不稳定性的潜在影响因素，通过L波段内精密太阳射电流量的监测可以实时发现太阳射电爆发干扰导航事件，为此云南天文台本部拟建立一个L波段多频点太阳射电监测系统。而对无线电环境的有效评估对于该监测系统观测数据的稳定获取至关重要。本文介绍了该监测平台的无线电监测准备研究，通过对云南天文台本部凤凰山地区的L波段无线电环境进行了100小时的测试。本文提出一种基于Simple Thresholding算法与CUSUM算法的改进阈值的算法，遴选出介于北斗 B1、B2、B3频点，GPS L1、L2频点之间 7个5MHz无线电干扰较少的无线电通带，分别为1551MHz~1555 MHz、1596MHz~1600MHz、1161MHz~1165MHz、1221MHz~1225MHz、1246MHz~1250MHz、1291MHz~1295MHz、 1231MHz~1235MHz，其洁净率分别为98.329%、98.301%、98.315%、98.335%、98.224%、97.650%、98.260%，均符合太阳观测需求。为下一步接收机的设计和信号处理提供了依据。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-04-14 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 本文针对射电天文观测中对周边电磁环境宁静区检测方法的不足，提出一种基于四天线线阵进行无线电干扰监测的方法，目的在于实时监测电磁宁静区有无干扰源并对干扰源的来波方向进行辨识。方法是采用便携式四天线阵布成线阵，使用线性阵列的MUSIC算法来计算干扰源来波方向。通过在室内和室外的不同距离和条件下进行测试，结果在相对空旷宁静的环境，四天线阵能够有效辨识干扰信号的来波方向，测量角度误差不超过5的可靠性约为87%。经过综合分析，本文得出采用便携式四天线线阵方式结合MUSIC算法在空旷区射电天文观测中能够较好辨识干扰源来波方向，有助于帮助射电望眼镜避开受干扰信道。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-05-08 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 太阳射电爆发是无线通信特别是卫星导航通信的潜在影响因素之一。2015年11月4日的太阳射电爆发事件在1415MHz点频上的流量达到了峰值5800SFU(Solar Flux Unit)，位于日下点的欧洲GPS系统和瑞典的航空导航系统均受到了影响。本文分析了该次事件产生源活动区的X-ray流量变化与射电流量变化之间的时间前后关系；通过比对,X射线的流量抬升时间较之于射电阈值具有30分钟的提前量；随后本文讨论了该提前量之间的物理背景，即软硬X射线分别对应了热电子和非热电子辐射，而非热电子是产生能够造成该类空间天气事件射电爆发的物理条件，X射线由软转硬过程中流量的抬升变化，正好为进一步防控该类空间天气事件提供了一种有效的手段。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-04-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 分子谱线可以在射电频谱上显现，但是采用离散数字功率谱分析算法会引入离散误差，难以获得分子谱线准确的频谱信息。针对射电频谱上离散数字功率谱分析中带来的频率偏移问题进行比值校正法研究和处理。该方法是频谱矫正方法的一种，特点在于算法简单，方便快捷。利用射频信号相同、分辨率不同和不同射频信号、不同分辨率情况下，归一化频率偏移量的变化确定该方法的校正效果，最终实现了射频为80.0MHz，141.8MHz和270.8MHz的频谱校正，提高了相应的频谱分辨率可达7.5Hz/channel。通过实验结果对比，确定了测试系统的最佳频率分辨率为50Hz/Channel或200Hz/channel。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2018-09-10 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 基于VHF频段射电天文干涉阵列的天线，研究地网以及不同环境对天线辐射特性包括增益、方向图、谐振点等参数的影响。结果表明，无地网条件下，天线在干燥土壤和沙地上增益分别是3.06dB和1.44dB,且存在明显的旁瓣和后瓣；在两种潮湿地面上，分别是4.33dB和4.25dB。增加地网后，天线在干燥土壤和沙地的增益分别为4.87dB和4.97dB，潮湿土壤和沙地分别是4.39dB和4.40dB。并且方向图不存在明显的后瓣和旁瓣，谐振点稳定在27.0MHz和69.5MHz处，且在此之间的频段中，驻波比均满足银河噪声限制条件。最后得出结论，在干燥土壤和沙地上铺设地网时，VHF天线性能最好，噪声最低，这对于大规模的VHF天线阵列的基础构建环境选择至关重要。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 自天文观测进入全波段观测时代以来，全波段中的低频射电信号是新的重要观测波段以及研究窗口。鉴于此波段的信息对于研究太阳以及行星的射电爆发具有重要意义，并且人类对此频段的研究几乎处于空白状态，现在欧美一些国家以及我国都已经适时地开启了相关研究。目前中国科学院云南天文台已经开启了此项目的建设，现已有4台低频射电天线可以测试使用。其低频射电天线阵可以和云南天文台已有的lOm太阳射电望远镜以及 11 m太阳射电望远镜配合使用，用于更精确地观测太阳或者其他行星的射电信息。设计首先由A/D板卡接收来自低频射电天线的低频天文信号，接着A/D板卡把转换的数字信号以差分信号的形式传至现场可编程门阵列板卡;现场可编程门阵列对数据整合处理，通过异步先入先出队列( First Input First Output, FIFO)跨时钟域的形式把数据通过千兆以太网以UDP协议的形式传至PC端;然后PC端设计的软件对传输来的数据做加窗和快速傅里叶变换处理并显示。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-10-11 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 导航信号作为射电干扰信号影响L波段射电观测时，与雷达、通信领域的干扰不同，其功率通常小于噪声功率，使得利用干扰信号相关性的传统抗干扰方法效果不佳，且缺乏有效的评价指标。针对以上问题，依据射电信号处理流程构建了射电抗干扰系统框架，并从射电观测数据应用出发，给出了干扰抑制度和信号损失度两个指标。同时提出在精确补偿时延后利用抑制干扰子空间噪声分量的自适应旁瓣相消方法来消除导航信号的影响;仿真结果表明，本方法能有效抑制导航信号对射电观测的影响，且性能优于传统基于特征子空间的自适应旁瓣相消方法。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 30 ~ 300 MHz的低频段陆基天线阵是重要的射电观测设备，在该频段进行射电观测面临无线电环境复杂、天空背景温度高等特点。介绍了一种基于微波芯片设计的新型低频段模拟接收机。接收机由初级带通滤波器(30 ~ 70 MHz)、初级放大器、次级带通滤波器(55~65 MHz) ,180°移相器、两个次级放大器组成。在测试云南天文台短波段无线电环境的基拙上，接收机实现了对55 ~65 MHz可观测频段的选通和放大，整机噪声约为320 K，增益63 dB左右。同时作为中国射电天文低频阵前期研究的一部分，由于采用单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)芯片，接收机具有体积小、成本低、易于量产等特点。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 谱线观测在天文领域起着至关重要的作用，较高的频谱分辨率可以为研究天体细节带来便利，但在高频段谱线观测领域，使用传统的采样方法实现较高的谱线分辨率十分困难。目前，一种利用高性能芯片实现的用于射电天文厘米一分米波谱线观测领域的新方法克服了传统方法的诸多弊端，使用较低的采样带宽就可实现较高的频谱分辨率。这是一套完整的采集、处理、存储方案。首先将高频信号进行模拟下变频处理，再将处理过的低频信号交由上位机软件进行快速傅里叶变换、积分处理，最后保存成需要的文件格式。整个系统的采集参数由观测者通过上位机软件进行配置。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 脉冲星是一类自转极为稳定、辐射电磁脉冲的中子星。脉冲星研究的3个前沿领域使得与其相关的射电天文观测需要更多更宽的无线电频段。来自深空微弱的射电信号及射电望远镜的高灵敏度等特点，又使射电观测易受到来自人类活动产生的电磁干扰的影响，甚至有时对射电观测带来致命影响，因此射电观测需要选择电磁环境优异的地方建站。利用宽带噪声源、50 SZ匹配负载、高低频天线组成具有三重定标校准的监测系统。系统处于哀牢山生态站进行不同频段(100 MHz-18 GHz)、多方位角、两个极化角、不同气候环境下的观测。阐述了对观测数据进行统计分析及处理的方式。系统可以广泛用于野外电磁环境监测及射电望远镜选址等领域。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 射电天文观测数据受无线电的影响日益严重。因此，射频干扰(Radio Frequency Interference , RFI)消除已经成为信号处理流程中不可或缺的一步。考虑了自适应阵列信号处理中的移动干扰源的消除问题，对于阵列天线望远镜而言，射频干扰消除可以通过采样协方差矩阵在空域实施处理。在很多应用场景中，可得到的零点深度受限于协方差矩阵的估计误差，进而影响干扰子空间的估计精度。方法应用了一种多项式模型以跟踪阵列协方差矩阵随时间的变化，消除干扰子空间的估计误差，提高干扰消除性能。最后通过仿真对比了传统的子空间投影(Subspace Projection, SP)算法和基于多项式模型的子空间投影(Polynomial-augmented Subspace Projection, PSP)算法，仿真结果证明了所提方法的有效性。
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