分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-24 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 30~300 MHz的甚高频(Very High Frequency，VHF)频段是重要的射电天文波段，该频段观测采用天线阵组阵方式。稀布阵列具有空间分辨率高､副瓣电平低以及造价低等优点， 进一步的天线阵综合加权可以对天线阵主瓣波束进行有效赋形，对最大旁瓣副瓣(Maximum Side Lobe)电平和远区栅瓣(Far Side Lobe)电平进行抑制，首先回顾了射电天文甚高频稀布阵列研究发展和现状， 以及将会遇到的难点，提出了首先优化最优稀布天线阵元排布，进一步提出融合高性能计算平台+FPGA SOPC的稀布甚高频射电天文阵列信号处理结构体系，在图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)或者云计算平台上完成对天线阵各阵元频点加权参数的计算，然后通过高速总线将计算参数下发到前端的信号处理板中，通过FPGA SOPC完成对加权参数的配发。进一步分析计算了多波束情况下的数据率，可以实现实时的参数配置。本文成果为下一步大规模甚高频天线阵架设提供了技术依据。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 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，使用Matlab对该算法进行仿真，并应用在数字频谱仪上。数字频谱仪测试结果与仿真结果具备良好的一致性，表明该算法在数字频谱仪上的成功应用。主要介绍太阳射电频谱仪的组成和基于现场可编程门阵列实现超高谱分辨率的方法。
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： 2021-07-06 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 目前，压缩感知的研究热点主要集中在重构算法改进方面，即如何降低重构误差和重构时间，且均在实际应用中所允许的范围内，而对于信号频域分析中的频谱分辨率提升技术的关注较少。本文采用调制宽带转换器对稀疏信号进行采样，采用正交匹配追踪算法进行重构输入信号，通过延长时域采样时长，实现单个通道低速采样的同时提升频谱分辨率。对低频射电天文信号进行仿真实验结果表明，在单个通道采样速率相同时，时域采样样本数由459增加至999时，频谱分辨率由0.4357MHz提升至0.2002MHz，但采样系统的总采样样本数仅由102增加至222。本文的研究为射电天文信号等高频窄带信号处理提供了很好的借鉴。
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： 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： 2017-09-26 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。
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