谱线捷变观测终端的实现及其定标方法的研究

发布时间：2024-01-30 13:41

　　中国科学院云南天文台40米射电望远镜是我国重要的射电天文观测与研究平台。由于现有观测终端在对射电天文谱线频率切换方面操作复杂,而且观测到的射电天文谱线带宽比较宽,不利于对射电天文谱线窄带观测。所以本文提出一种基于捷变收发器的接收机设计方案。该方案基于可在线编程的片上系统和窄带高精度采样,其模拟前端电路能够在程序控制下改变本振频率和滤波器带宽等参数,实现高Q值的可编程滤波器,以选取窄带信号。从而无需使用高速、低精度的ADC即可以在较窄的时间窗内实现高精度、短时间的采样。本方案适用于射电天文中窄带谱线观测精细化的要求。由于本振频率可以灵活的调节,所以可以为此系统进行快速频率切换定标。本文完成的工作主要有:1.本文基于捷变收发器设计了一套射电天文分子谱线窄带观测终端,实现了对多条射电天文分子谱线的高精细结构观测。在频率分辨率达到1kHz时,XFFTS终端需要5百万个点,ROACH-2终端需要50万个点,而本终端仅需256个点。本终端性能远高于其它终端。2.上海天文台使用TM65米射电望远镜观测甲醇脉泽谱线时的频率分辨率为1.4kHz。阿雷西博天文台使用305米射电望远镜接收机观测中性氢时的频...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 本设计研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要内容和章节安排
第二章 射电天文信号处理相关理论
    2.1 云南天文台40米射电望远镜
    2.2 C波段接收机
    2.3 数字上变频
    2.4 数字下变频
    2.5 低噪声放大器(LNA)
    2.6 捷变收发器
    2.7 系统定标方法
        2.7.1 系统定标背景
        2.7.2 频率切换
        2.7.3 Y因子法
    2.8 本章小结
第三章 射电天文谱线观测终端设计
    3.1 系统总体方案设计
    3.2 软件程序设计
        3.2.1 软件开发环境和函数模块
        3.2.2 设备发射程序设计
        3.2.3 设备接收程序设计
        3.2.4 收发程序测试结果
        3.2.5 系统主程序设计
    3.3 本章小结
第四章 射电天文谱线定标终端设计
    4.1 快速频率切换定标终端设计
    4.2 快速频率切换定标终端测试
    4.3 本章小结
第五章 射电天文谱线观测与定标
    5.1 W3(OH)源甲醇脉泽谱线观测
        5.1.1 系统平台和其他观测平台参数对比
        5.1.2 甲醇脉泽谱线观测结果
        5.1.3 Matlab处理甲醇脉泽谱线结果
        5.1.4 甲醇脉泽谱线数据对比
    5.2 中性氢观测
        5.2.1 中性氢观测结果
        5.2.2 Matlab处理中性氢数据结果
    5.3 捷变频率切换定标
        5.3.1 捷变频率切换定标方法
        5.3.2 捷变频率切换定标结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间完成的科研成果
致谢



本文编号：3890262