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制冷接收机是射电望远镜的核心设备,它是否正常工作直接决定望远镜观测的效果。制冷接收机的制冷温度和杜瓦真空度是反映接收机是否正常工作的最重要、最直接的指标之一。因此实现制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的远程实时监控,及时了解接收机是否正常工作对保证射电望远镜正常运行、提高观测效率有重要意义。为乌鲁木齐天文站25m射电望远镜1.3cm制冷接收机研制的一套基于单片机和以太网的数据采集和数据传输的远程监视系统,实现了制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的远程实时监控。该系统采用了美国ATMEL公司生产的8位单片机AVR ATmega16、Microchip Technology公司生产的ENC28J60以及MAXIM公司生产的MAX7219,实现对射电天文制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的数据采集,并利用以太网传输数据实现了远程实时监控接收机的制冷状态。阐述了以太网数据采集及远程监控电路的设计原理及其实现方法。该系统首次在国内大型射电望远镜上实现了对制冷接收机工作状态的远程实时监控,对于保证乌鲁木齐天文站25m射电望远镜1.3cm波段的观测效果有重要作用。 相似文献
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LIU Qi LIU Ye CHEN Mao-zheng WANG Yue LIU Feng YAN Hao CAO Liang SU Xiao-ming 《天文学报》2019,60(6):82-94
近些年，南山台址内部各类电子设备不断引入，此过程忽视了有效的设备管理及电磁防护，且台址周边无线电业务增多，以致电波环境恶化。为改善台址电波环境，采用一种准实时电波环境测量方法测量分析了台址周边瞬态信号的影响；另外，为提高微弱信号检测能力，采用便携式电磁干扰测量系统和26m射电望远镜对台址主要干扰信号特征及来源进行测量分析。依据测量和分析结果，采用屏蔽及滤波技术对望远镜观测室内部主要干扰源进行电磁防护，并针对屏蔽工程的有效性进行测量评估，结果表明，采用的电磁屏蔽措施有效。另外，提出了初步南山无线电宁静区保护办法缓解台址外部电磁干扰。 相似文献
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电磁兼容性是设备或系统的重要性能指标, 也是保障系统的工作效能和提高系统可靠性的重要因素. 大口径射电望远镜运行阶段, 台址周围无线电业务及内部潜在的电磁干扰会降低观测系统灵敏度、影响天文观测的质量. 本论文针对拟建的新疆110 m全向可动射电望远镜(Qi Tai raido Telescope, QTT)开展了系统电磁兼容评估技术及控制方法研究, 具有重要的工程应用价值. 首先, 依据现有电波环境测量方法的不足, 深入分析了仪器设备的关键参数配置方法及测量时间计算方法, 采用Y因子法校准测量数据, 提出一种准实时电波环境测量方法. 面向高重复性宽带频谱, 分析了宽带频谱信号和噪声特征, 结合标准差理论, 提出一种基于邻值比较的信噪分离方法, 并采用邻值统计方法优化关键参数, 提高信噪分离精度. 针对QTT台址, 开发了自动化电波环境监测系统, 该系统6 GHz以下频段系统增益大于40 dB, 系统噪声系数小于2 dB, 测量不确定度小于1.49 dB, 具有极高的系统灵敏度和测量精度; 分析了频谱监测数据流, 设计了基于HDF5 (Hierarchical Data Format version 5)的数据存储格式, 开发了自动化电波环境测量和监控软件及数据处理软件. 依据QTT台址长期监测数据, 评估分析了台址电磁环境、主要干扰源特征及其影响. 其次, 提出大口径射电望远镜馈源口面干扰电平限值量化方法, 建立了基于台址地形的电波传播模型, 分析了现有电波传播模型的优缺点及适应性, 结合QTT台址实际地形及地质特征, 采用Longley-Rice和Two-Ray电波传播模型, 预测分析了QTT台址潜在干扰区域电磁干扰达到射电望远镜的电波路径衰减, 结合大口径射电望远镜天线增益量化方法, 提出设备所在位置干扰电平限值量化方法, 运用该方法对QTT台址潜在干扰区域的干扰电平限值进行量化. 依据设备所在位置干扰电平限值, 调研分析了国内外军用、民用电磁兼容测量标准, 结合电磁干扰对射电天文观测的影响, 提出一种大口径射电望远镜电磁兼容控制方法, 解决了现有电波暗室测量系统无法直接测量评估电子设备电磁兼容的问题, 该电磁兼容控制方法计划应用于QTT建设及运行阶段, 确保系统拥有良好的电磁兼容性. 最后, 依据QTT台址潜在干扰区域干扰电平限值, 结合典型电子设备电磁辐射频谱, 分析了QTT电磁兼容设计需求, 提出电磁兼容设计初步方案. 另外, 针对台址建筑设施内的中低电磁辐射干扰源, 提出一种低成本建筑屏蔽方法, 应用于QTT台址现有建筑. 相似文献
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一方面,根据国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)关于射电天文的保护标准,结合高压输电线电磁干扰的特性,分析了射电望远镜对高压输电线电磁干扰的限度;另一方面从物理机制出发建立高压输电线电晕放电辐射的电振子模型,运用电振子的镜像法,研究了其辐射功率随距离的衰减规律.同时还考虑500 m口径球面射电望远镜(Five hundred meters Aperture Spherical Telescope,FAST)的具体情况,分析了在FAST周围架设高压输电线应离开望远镜之间最小距离和应注意的问题. 相似文献
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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. 相似文献
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《天文学进展》2014,(3)
优良站址的选择是射电望远镜完成既定科学目标并实现高效运行的重要保障。影响射电望远镜选址的主要因素包括电磁环境、水文、气象、地质条件、隔离性与可及性等。对于射电天文观测而言,来自宇宙天体的射电信号往往极其微弱,对望远镜系统及设备的灵敏度要求极高。然而,随着人类活动的不断加强,人们日常工作和生活中使用的电子通讯设备越来越多,无线电干扰源呈爆炸式涌现。在射电望远镜选址工作中,进行电磁环境监测,选择一个电磁环境良好的站址,对于射电望远镜实现常规观测运行、获取有效数据资料至关重要。同时,电磁环境监测结果也是射电望远镜接收机系统研制、站址电磁环境及无线电宁静区立法保护的重要依据。中阿天文学者和技术人员历时1年半完成了16个候选站址的初步勘察,并对优选出的3个主要候选站址进行了深入细致的电磁环境监测工作,获得了大量可靠数据。中阿双方依据电磁环境监测结果并结合各主要候选站址的水文、气象、地质及道路等条件,最终将位于Talacasto戈壁的3号候选站址确定为中阿CART射电望远镜的建设站点。 相似文献
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指向校准与副面调焦是天线测量的重要组成部分,对射电望远镜实际的观测性能有重要影响.根据南极5 m太赫兹望远镜(DATE5)指向精度和离焦增益损失的指标要求,计算得到了指向校准与副面调焦观测过程中对信噪比的要求,并以此为依据选取了若干可行的候选校准源,包括太阳系行星和超致密电离氢区.分析了大气吸收和校准源角直径对测量精度的影响.仿真分析结果表明:望远镜在南极工作时,这些校准源在一定的高度角范围内可以提供足够强的流量密度,用来验证预先建立的太赫兹和光学望远镜两光轴指向偏差模型以及副面调焦模型. 相似文献
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相控阵馈源(Phased array feeds, PAFs)接收机作为下一代微波接收机, 为大口径射电天文望远镜的射电干扰(Radio Frequency Interference, RFI)缓解工作带来了新的解决方法. PAFs接收机对射电望远镜焦平面的电磁波进行空域采样, 返回时域阵列信号, 使用最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response, MVDR)波束合成器可以自适应地识别RFI的方向, 同时抑制RFI在输出信号中的功率, 从而达到提升射电望远镜灵敏度的效果. 仿真结果表明MVDR波束合成器对有源高能量的射电干扰有很强的识别能力和一定程度的缓解能力, 同时, 该波束合成器对各阵元信道中加性噪声累积引起的无源干扰有很强的抑制能力, 因此, PAFs接收机的MVDR波束合成器可以增强日益复杂电磁波环境下射电望远镜的抗干扰能力. 相似文献
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《Chinese Astronomy and Astrophysics》2021,45(4):587-599
In radio astronomy observations, radio frequency interference (RFI) is mixed into the telescope receiving system in various forms. The existence of RFI brings misjudgment to the observation or reduces the observational signal-to-noise ratio. In recent years, the domestic and overseas radio astronomy has developed rapidly. Large-scale radio telescopes and telescope arrays at home and abroad have been constructed successively. Observation sensitivity is greatly improved, and the influence of RFI is particularly prominent. With the development of science and technology and the intensification of human activities, the RFI has become increasingly serious and irreversible. We propose to use the two-dimensional discrete wavelet transform method to analyze the data of radio astronomy observations, and to perform wavelet transform on the time-frequency sequence output by the telescope system. According to the wavelet coefficients, the every component in the original signal is separated, and the corresponding threshold value is obtained by the statistics on each component. Each component is compared with the threshold to identify the interference component, and to mark it for removal. This method is used to process the actual observation data. The results show that this method can well mark and eliminate the interference signal, and improve the observational signal-to-noise ratio. 相似文献
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在射电天文观测中,射频干扰(Radio Frequency Interference, RFI)会以多种形式混入望远镜接收系统,给观测带来误判或者降低观测信噪比.近年来国内国际射电天文快速发展,国内国际大型射电望远镜和阵列先后建设,观测灵敏度大为提高,射频干扰的影响尤为突出.随着科技发展和人类活动的加剧,射频干扰日益严重且不可逆转.提出利用2维离散小波变换的方法分析射电天文观测的数据,对望远镜系统输出的时间频率序列进行小波变换,根据小波系数分离出原始信号中各分量,每个分量统计得到相应的阈值,将各分量与阈值相比较识别干扰成分并标记去除.利用该方法对实际观测数据进行了处理,结果表明该方法能够很好地标记并消减干扰信号,且提高了观测的信噪比. 相似文献
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Li Zhen-qiang Li Ji-bin Zhang Xu-guo Shan Wen-lei Xu Ye Zuo Ying-xi Zhang Hai-long Jin Feng-juan Sun Ji-xian Lu Deng-rong Ju Bing-gang 《Chinese Astronomy and Astrophysics》2019,43(4):590-608
In astronomical observations, the radio frequency interference (RFI) will cause pseudo spectra and reduce the reliability and validity of observational data. The RFI mitigation, which includes many technical innovations of devices and the method studies of data processing, aims at reducing the influence of RFI on the radio astronomical observation. Various efforts were made to improve the anti-RFI capability of the multi-beam receiver (Superconducting Spectroscopic Array Receiver, SSAR) of the Delingha 13.7 m telescope. The interference transmission path was analyzed. The concepts of the device RFI direct coupling coefficient and the device RFI system coupling coefficient were proposed. The proportions of interference introduced in the receiver system by the different devices were quantified, and the interference-susceptible devices in the system were located. After the anti-RFI treatment of the interference-susceptible devices, the anti-RFI capability of the receiver system is improved by 30 dB in average, and the astronomical observation efficiency of the telescope is increased by more than 10%. 相似文献
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在天文观测中,射频干扰会造成假谱,降低数据的可靠性和有效性.射频干扰消减旨在减少干扰信号对射电天文观测的影响,包含器件方面的技术革新和数据处理领域的方法研究.针对德令哈13.7 m望远镜接收机中频部分引入的射频干扰,通过优化中频器件的抗射频干扰能力,提高了接收机的整体抗射频干扰能力,以主动消除方法来减少射频干扰耦合到接收机内部.分析了接收机干扰的传输路径,提出了器件射频干扰的直接耦合系数和器件射频干扰的系统耦合系数的概念,为定位干扰敏感器件并量化干扰引入比重提供了基础.经过抗射频干扰优化后,接收机抗干扰能力改善30 dB左右,望远镜的天文观测效率提高10%以上. 相似文献
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从海量的天文观测数据中快速搜寻罕见的快速射电暴(Fast Radio Burst, FRB)事件, 干扰缓解是其中一项关键而具有挑战的工作. 射频干扰(Radio Frequency Interference, RFI)会淹没真实的天文事件, 还会导致搜寻管线输出大量的假阳性候选体. 由于干扰来源及其种类的复杂性, 目前并没有一种通用的方法可以解决这个问题. 为了降低干扰对FRB观测搜寻的影响, 分析和研究了南山26m射电望远镜L波段观测数据中的干扰情况, 针对主要的窄带干扰和宽带干扰建立了3层次的干扰缓解处理流程, 从而有效缓解了观测数据的干扰污染情况. 将该流程嵌入到FRB色散动态谱搜寻(Dispersed Dynamic Spectra Search, DDSS)管线中, 实验结果表明, 搜寻管线的检测率和检测精度得到了进一步的提高. 该方法为FRB观测数据干扰缓解处理提供了有价值的参考. 相似文献
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《New Astronomy》2022
Radio frequency interference (RFI) identification is a key step in radio data processing. In order to efficiently process huge volumes of data produced by modern large radio telescopes, such as the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST), exceptional balance between accuracy and performance (throughput) is required for RFI flagging algorithms. RFI-Net is a single-process RFI identification package based on deep learning technique, and has achieved a higher flagging accuracy than the classical SumThreshold method. In this paper, we present a scalable RFI flagging toolkit, which can drive parallel workflows on multi-CPU and multi-GPU clusters, with RFI-Net as its core detector. It can automatically schedule the workload and aggregate itself after errors according to the running environment. Moreover, its main components are all pluggable, and can be easily customized according to requirements. The experiments with real data of FAST showed that using eight parallel workflows, the toolkit can process sky survey data at a speed of 66.79 GB/h, which means quasi-real-time RFI flagging can be achieved considering the data rate of FAST extragalactic spectral line observations. 相似文献
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射电天文信号非常微弱,电磁环境对射电望远镜观测至关重要,通常可以利用地形、建立无线电宁静区、进行电磁屏蔽与防护等手段来减小电磁干扰.然而,仍有一些干扰难以屏蔽.故提出了一种基于自适应滤波的干扰消除方法,可用于复杂噪声环境中天文信号的提取.该方法借助自适应横向滤波器,采用最小均方(Least Mean Square, LMS)误差算法,以系统误差和收敛性为评判标准,通过改变步长与阶数对滤波效果进行优化,仿真结果显示该滤波器能在保证算法收敛的前提下有效提取信号.为了检验该算法的有效性,选取了新疆天文台南山26 m射电望远镜和Parkes 64 m射电望远镜记录的观测数据,采用设计的滤波器分别对不同的实测数据进行测试,验证了该滤波器的有效性.理论分析与实验结果一致表明该方法能有效消除天文观测中的干扰信号,具有一定的实用性. 相似文献