基于亚奈奎斯特采样的射电天文信号功率谱密度估计

发布时间：2021-09-23 22:23

　　对射电信号的高分辨率频谱或功率谱密度（Power Spectral Density,PSD）观测,有助于了解射电源的精细结构,为天体活动及其剧烈程度的预报、预警提供可靠依据。自相关频谱仪是射电天文观测中的重要设备,利用过采样来提高系统抗噪性能,在模数转换器采样频率有限的情况下,观测带宽受到频率分辨率的制约;压缩感知技术能有效降低信号的采样速率,但要求信号具有稀疏性。为了解除信号稀疏性限制,并在保证分辨率的同时提高射电观测频段,本文对信号的亚奈奎斯特采样和功率谱密度估计方法进行了深入研究,主要研究内容如下:第一,针对传统功率谱密度估计采样速率过高的问题,介绍了压缩感知理论的三种亚奈奎斯特采样框架:多陪集采样（Multi-coset Sampling,MC）、调制宽带转换器（Modulated Wideband Converter,MWC）、随机调制预积分器（Random Modulation Pre-integrator,RMPI）。其中MC通道间精准时延硬件难以控制,而MWC和RMPI已有学者用硬件实现。第二,针对压缩感知对信号稀疏性的限制,研究了基于多陪集采样的功率谱密度估计,该方法... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 基于亚奈奎斯特采样功率谱密度估计研究现状
    1.3 论文主要工作
第二章 压缩感知
    2.1 传统信号采样
    2.2 传统功率谱密度估计
    2.3 压缩采样理论
        2.3.1 信号的稀疏表示
        2.3.2 测量矩阵设计
        2.3.3 信号重构
    2.4 亚奈奎斯特采样框架
        2.4.1 调制宽带转换器
        2.4.2 随机调制预积分器
        2.4.3 多陪集采样
    2.5 本章小结
第三章 基于多陪集采样的功率谱密度估计
    3.1 采样模型
    3.2 宽带功率谱密度估计
        3.2.1 功率谱密度估计过程
        3.2.2 非压缩估计
        3.2.3 压缩估计
    3.3 仿真分析
        3.3.1 误差表示
        3.3.2 连续谱信号功率谱密度估计
        3.3.3 稀疏多频带信号功率谱密度估计
    3.4 本章小结
第四章 基于随机调制预积分器的功率谱密度估计
    4.1 采样模型
    4.2 宽带功率谱密度估计
    4.3 仿真分析
        4.3.1 误差表示
        4.3.2 连续谱信号功率谱密度估计
        4.3.3 稀疏多频带信号功率谱密度估计
        4.3.4 影响因素分析
    4.4 本章小结
第五章 射电天文信号功率谱密度估计
    5.1 实测实验结果
        5.1.1 参考功率谱密度
        5.1.2 基于多陪集采样的射电信号功率谱密度
        5.1.3 基于随机调制预积分器的射电信号功率谱密度
    5.2 实测实验输出数据
    5.3 实测实验输出数据对比分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研学术成果
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于调制宽带转换器的低频射电天文信号采集电路设计及实现[J]. 吴海龙,柏正尧,张瑜,何倩.  计算机应用. 2018(02)
[2]基于多陪集采样的射电天文信号功率谱密度估计[J]. 张瑜,柏正尧,吴海龙.  云南大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]基于改进调制宽带转换器的射电天文信号采样及恢复[J]. 吴海龙,柏正尧,张瑜,刘丹妮,檀磊.  云南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]经典功率谱估计方法的研究[J]. 俱莹,何佳,胡稷鑫.  数字通信世界. 2015(04)
[5]模拟-信息转换器研究进展[J]. 张弓,文方青,陶宇,刘苏,贲德.  系统工程与电子技术. 2015(02)
[6]调制宽带转换器与多陪集采样在稀疏多频带信号采样中的应用[J]. 黄振,柏正尧,莫禹钧.  云南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[7]压缩感知中确定性测量矩阵构造算法综述[J]. 王强,李佳,沈毅.  电子学报. 2013(10)
[8]求解欠定线性方程组稀疏解的算法[J]. 程晓良,郑璇,韩渭敏.  高校应用数学学报A辑. 2013(02)
[9]离散频谱校正方法的抗噪性能研究[J]. 曹翌,丁康,杨志坚.  制造业自动化. 2011(13)
[10]基于局部DCT系数的图像压缩感知编码与重构[J]. 潘榕,刘昱,侯正信,汪少初.  自动化学报. 2011(06)

博士论文
[1]太阳射电爆发干扰通信系统评估与预警方案的研究[D]. 董亮.云南大学 2016

硕士论文
[1]太阳质子事件长期预报模型研究[D]. 李婷婷.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2009



本文编号：3406531