毫秒脉冲星平均脉冲消色散和去噪方法研究
发布时间：2021-09-28 05:55
毫秒脉冲星最显著的特征之一是其自转频率的高精确性和高稳定性,可与原子钟媲美。虽然脉冲星辐射的脉冲功率极强,但地面射电天文站接收到的毫秒脉冲星脉冲到达时间的流密度仅为约0.01mJy至百mJy,信号被淹没在强大的噪声背景中,信号的检测处理难度较大。对于毫秒脉冲星用于计时领域来讲,指标要求又高,因此,毫秒脉冲星计时系统中弱信号的检测、去噪及消色散等成为既重要又关键的研究课题。本文阐述了脉冲星平均脉冲累加和消色散原理、方法和实验结果,并给予分析;在比较分析基础上,优选出认为在去噪算法方面颇具优势的小波算法:采用不同阈值函数去噪方法对现有的毫秒脉冲星PSR 0437-4715的实际观测数据进行了实验研究和处理,进而将不同算法处理结果用信噪比和均方根误差两个重要评价指标进行了定性、定量的评估,并将不同算法的结果进行比较分析。同时,应用基于小波变换的空域相关性去噪法,及提出一种自适应阈值调整去噪方法进行了实际数据实验验证分析,认为自适应阈值调整去噪方法对处理毫秒脉冲星TOA数据,达到了很好的滤波效果,值得深化和推举。此外,还利用高阶统计量法、卡尔曼及粒子滤波等方法对同一颗脉冲星数据进行了去噪、滤波...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲星磁层和辐射区原理示意图川Fig.1一1SehematiediagramofPulsars’magneticlayerandradiateonarea
观测就是对选定观测对象在固定的观测频率上获得一系列的脉冲到达时间，观测的时间间隔一般为几周，且连续多年进行监测。TOA的测量是以原子钟为参考的。1983年建立起脉冲到达时间 PTOA(PSRtimeofArrival)观测系统‘”’。图1一4给出了单通道脉冲星平均轮廓观测系统框图。一一刁一噪声源A BBBPFFF PPPLOOO第一级前放和极化器第二级常温前放1380一1700MHz混频 13(X)MHz中放(8仆一60()MHz)一一/︸一器?一入z|一//一波IP]下|土叉、︶|土一土滩丫I一不﹄、一\、一涯一一、一哎﹄检波放大降降频转换器 器……… … … … … … … … … …书一’MHZ_}少机采集记录多通道滤波器数字化器控制线__一_一IMHz-一--一IPPS一-一0.2PPS数据线Ul，一{MJD_}儒略U“一!Pcl·D10一%…{Pc不石访二痴“一{j哑二}Pc机~操作系统图1一单通道脉冲星平均轮廓观测系统框图Fig.l礴 DiagramofsingleehannelPulsarmeanProfilesurveillaneesystem.2毫秒脉冲星.2.1毫秒脉冲星的特点毫秒脉冲星的发现，又使脉冲很的研究增添光彩。它们周期短，但年龄老，磁场低，
观测的结果‘”，。从图中可以明显看出不同通道脉冲的到达时间不同，把这16个通道的脉冲经过时延改正后叠加起来就是消色散接收机给出的最后结果。很明显，该接收机的色散展宽与带宽 5MHz的单通道接收机相同，而其灵敏度却是后者的4倍。图2一1伪)是把上述16个通道的脉冲未经时延改正直接叠加得到的结果，它相当于带宽80MHZ的单通道接收机接收到的脉冲轮廓，可以看出，它的色散展宽要大得多。III”‘” }}}lll、一.~.一-一~-~一--~产卜~一-一~--.-一-.一一刁刁...’ {lll...、‘ lll二二， .111...、 III卜卜=二一二一，t二二=二=二一=月 月III，‘ !!!111.弓 lll...‘ lll 111LIII，，‘ lll---.八八图2一1(a)脉冲星 PSR0740-28的16频率通道的观测结果，每个通道的频段宽度为SMHz
【参考文献】：
期刊论文
[1]MATLAB与C++Builder结合编程技术分析[J]. 刘军,沈勇,王海东. 西南民族大学学报(自然科学版). 2006(01)
[2]小波分析在信号去噪中的应用[J]. 张仁辉,杜民. 计算机仿真. 2005(08)
[3]自适应小波阈值去噪在光谱信号处理中的应用[J]. 鲁亚光. 光谱实验室. 2004(03)
[4]基于一种新的阈值函数的小波域信号去噪[J]. 张维强,宋国乡. 西安电子科技大学学报. 2004(02)
[5]一种基于三阶累积量的准则及自适应滤波算法[J]. 高鹰,谢胜利. 电子与信息学报. 2002(09)
[6]脉冲星磁场的演化[J]. 孙晓辉,韩金林. 天文学进展. 2002(02)
[7]一种新的基于高阶统计量的自适应滤波算法[J]. 赵知劲. 电子学报. 2000(12)
[8]脉冲星辐射区的特性——来自各种脉冲的信息[J]. 吴鑫基. 天文爱好者. 2000(01)
[9]基于累积量的递归最小二乘算法研究[J]. 詹望,杨福生. 信号处理. 1999(03)
[10]毫秒脉冲星[J]. 吴鑫基. 天文爱好者. 1999(03)
本文编号：3411364
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲星磁层和辐射区原理示意图川Fig.1一1SehematiediagramofPulsars’magneticlayerandradiateonarea
观测就是对选定观测对象在固定的观测频率上获得一系列的脉冲到达时间，观测的时间间隔一般为几周，且连续多年进行监测。TOA的测量是以原子钟为参考的。1983年建立起脉冲到达时间 PTOA(PSRtimeofArrival)观测系统‘”’。图1一4给出了单通道脉冲星平均轮廓观测系统框图。一一刁一噪声源A BBBPFFF PPPLOOO第一级前放和极化器第二级常温前放1380一1700MHz混频 13(X)MHz中放(8仆一60()MHz)一一/︸一器?一入z|一//一波IP]下|土叉、︶|土一土滩丫I一不﹄、一\、一涯一一、一哎﹄检波放大降降频转换器 器……… … … … … … … … … …书一’MHZ_}少机采集记录多通道滤波器数字化器控制线__一_一IMHz-一--一IPPS一-一0.2PPS数据线Ul，一{MJD_}儒略U“一!Pcl·D10一%…{Pc不石访二痴“一{j哑二}Pc机~操作系统图1一单通道脉冲星平均轮廓观测系统框图Fig.l礴 DiagramofsingleehannelPulsarmeanProfilesurveillaneesystem.2毫秒脉冲星.2.1毫秒脉冲星的特点毫秒脉冲星的发现，又使脉冲很的研究增添光彩。它们周期短，但年龄老，磁场低，
观测的结果‘”，。从图中可以明显看出不同通道脉冲的到达时间不同，把这16个通道的脉冲经过时延改正后叠加起来就是消色散接收机给出的最后结果。很明显，该接收机的色散展宽与带宽 5MHz的单通道接收机相同，而其灵敏度却是后者的4倍。图2一1伪)是把上述16个通道的脉冲未经时延改正直接叠加得到的结果，它相当于带宽80MHZ的单通道接收机接收到的脉冲轮廓，可以看出，它的色散展宽要大得多。III”‘” }}}lll、一.~.一-一~-~一--~产卜~一-一~--.-一-.一一刁刁...’ {lll...、‘ lll二二， .111...、 III卜卜=二一二一，t二二=二=二一=月 月III，‘ !!!111.弓 lll...‘ lll 111LIII，，‘ lll---.八八图2一1(a)脉冲星 PSR0740-28的16频率通道的观测结果，每个通道的频段宽度为SMHz
【参考文献】：
期刊论文
[1]MATLAB与C++Builder结合编程技术分析[J]. 刘军,沈勇,王海东. 西南民族大学学报(自然科学版). 2006(01)
[2]小波分析在信号去噪中的应用[J]. 张仁辉,杜民. 计算机仿真. 2005(08)
[3]自适应小波阈值去噪在光谱信号处理中的应用[J]. 鲁亚光. 光谱实验室. 2004(03)
[4]基于一种新的阈值函数的小波域信号去噪[J]. 张维强,宋国乡. 西安电子科技大学学报. 2004(02)
[5]一种基于三阶累积量的准则及自适应滤波算法[J]. 高鹰,谢胜利. 电子与信息学报. 2002(09)
[6]脉冲星磁场的演化[J]. 孙晓辉,韩金林. 天文学进展. 2002(02)
[7]一种新的基于高阶统计量的自适应滤波算法[J]. 赵知劲. 电子学报. 2000(12)
[8]脉冲星辐射区的特性——来自各种脉冲的信息[J]. 吴鑫基. 天文爱好者. 2000(01)
[9]基于累积量的递归最小二乘算法研究[J]. 詹望,杨福生. 信号处理. 1999(03)
[10]毫秒脉冲星[J]. 吴鑫基. 天文爱好者. 1999(03)
本文编号：3411364
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