大口径射电望远镜台址电磁干扰预测方法

新疆奇台拟建的110 m全向可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope, QTT)具有极高的信号捕捉能力,任何微弱的信号都会影响其高效运行,为了缓解QTT台址无线电宁静区的电磁干扰,本文提出了一种电磁干扰预测方法.首先,基于QTT台址无线电宁静区地形数据和地形特征,分析了现有电波传播模型的适用性,选取LongleyRice模型和Two-Ray模型作为QTT的电波传播模型算法,通过电波传播仿真分析,得到潜在干扰点到达射电望远镜馈源口面的路径损耗;其次,结合QTT馈源口面干扰电平阈值和天线旁瓣增益,计算得到潜在干扰点所在位置的干扰电平阈值;最后,运用该方法分析了QTT限制区内村庄典型电子设备和35 kV高压输电线路对QTT的影响.     

基于PE-TDPO的110 m射电望远镜远-近场耦合计算方法

正在新疆奇台建设的110 m全向可动射电望远镜是一个可以接受微弱射电信号的天文设备,台址周围较大范围内存在着数量众多的干扰源会影响其观测精度与效率.本文提出了一种基于抛物方程和时域物理光学法(Parabolic Equation and Time Domain Physical Optics, PE-TDPO)的混合计算方法,以110 m全向可动射电望远镜为研究对象,对台址附近大区域内干扰源信号的传播过程进行建模.在较大地理尺度上对干扰信号从台址远场至近场的电磁耦合特性进行了综合评估,为大型射电望远镜电磁干扰问题处理提供理论依据.本文以通信基站作为典型干扰源,基于数字地图建立射电望远镜台址周围的高精度地形模型,采用抛物方程对干扰信号的远场电波传播进行分析,得到从干扰源处至射电望远镜处的信号传播的路径损耗和传播因子;其次将PE方法计算得出的远场电场值代入TDPO的积分中,得到干扰信号在射电望远镜焦点处的近场耦合特性;最后讨论了远场干扰源特性对射电望远镜的远-近场耦合的影响.     

全可动射电天文望远镜的电磁干扰特征研究

全可动射电望远镜是一个包含主动面促动器机构、天线高功率驱动分系统、高灵敏接收终端、数据传输及控制分系统在内的复杂系统.系统内强弱电分系统的工作电平差异悬殊,内部不但存在相互的电磁干扰,同时系统工作时所产生的电磁发射信号及场站环境的各类电磁信号,都会对需要接收的微弱射电信号产生干扰,致使射电望远镜的电磁兼容性已成为研制及使用的关键技术.本文综述了国内外射电天文望远镜电磁兼容技术的研究进展,并从系统工程角度,对射电望远镜系统的电磁干扰特征进行了研究,确定了关键的控制要素,建立了干扰耦合矩阵,提出了基于电磁拓扑理论的射电望远镜系统电磁兼容的建模方法,为研究射电天文望远镜的电磁兼容技术奠定了基础.     

台址内部设备瞬态干扰引起的110 m射电望远镜近场耦合计算方法

射电望远镜具有高灵敏度和高分辨率的特性,台址内部微弱的电磁干扰会影响其工作状态,增加天文观测难度.本文针对110 m射电望远镜台址内部瞬态辐射干扰引起的近场耦合问题,提出了一种基于偶极子近似和时域物理光学的混合计算方法.首先对台址内部设备瞬态干扰源进行分析,利用偶极子天线理论对近场辐射源进行分析与建模,结合时域物理光学法分析并计算了台址内部干扰源对射电望远镜天线口径面近场的电磁耦合特性,最后结合Feko全波算法验证本文方法的有效性.本文方法为110 m射电望远镜台址内部辐射干扰对天文观测的影响分析提供了理论支撑.     

一种无人机数据链电磁干扰自适应新方法

针对复杂电磁环境容易对无人机数据链造成干扰,严重威胁无人机的飞行安全的问题,提出了一种基于环境感知的无人机数据链电磁干扰自适应新方法,能够提高无人机的主动抗干扰能力.数据链工作信号动态变化过程中,对应的电磁干扰效应阈值呈非线性变化趋势,通过选取训练样本和观测值,采用相关向量机回归（RVR）的方法建立动态数据链干扰阈值训练模型,预测不同工作信号条件下的电磁干扰阈值.建立无人机数据链电磁干扰自适应专家系统,利用机载电磁干扰环境监测平台确定电磁干扰特征参量,根据训练模型预测目标值,判别数据链电磁干扰等级.在此基础上,综合利用技战术方案,自主有效地消除外界电磁干扰对无人机数据链的影响.      

射电天文台址区域化干扰电平阈值量化及其应用

为高效分析与评估台址周边辐射源对天文观测的影响,本文提出一种台址区域化干扰电平阈值量化方法.建立台址地形模型并进行网格划分,采用高效网格检索算法实现台址区域任意位置(网格)至望远镜的相对地形数据提取.在此基础上,选取适应于台址地形特征的电波传播算法,计算台址区域任意位置至望远镜的电波传播损耗,依据望远镜馈源口面干扰电平限值及旁瓣增益,实现台址区域干扰电平阈值量化,并应用于QTT台址,为射电望远镜电磁兼容性设计、台址无线电管理、干扰缓解策略提供重要技术支撑.     

短距离声通信研究及实现

随着电子技术的发展,对短距无线通信技术的需求及应用越来越广泛,通信频率共存导致的通信干扰会越来越严重。强电磁环境中短距无线通信也会受到严重干扰甚至无法进行。该论文提出并验证了一种可应用于这些环境中的短距离声通信方式。在这种短距离声通信中,信号被调制到声波上,通过声波在空气中的传播来实现数据通信,因此不占用无线信道带宽、不受电磁干扰影响。     

QTT超宽带多波束信号接收与处理系统

新疆奇台拟建的110 m全可动射电望远镜(QiTai Radio Telescope, QTT),主要用于脉冲星观测、引力波及黑洞探测、恒星形成和星系起源等基础科学研究领域.为了满足众多科学需求,将配备各种超宽带、多波束、高灵敏度接收机与处理系统,其主要功能是将射电望远镜收到的微弱的电磁波信号经接收机放大、滤波、变频之后在数字终端进行处理.由于该系统决定了射电望远镜的工作带宽、瞬时带宽和视场,并与灵敏度具有紧密联系,因此作为该大型射电望远镜的重要组成部分,对于望远镜的性能具有至关重要的作用.本文具体展示了QTT超宽带多波束信号接收与处理系统配置方案和主要性能指标,系统地论述了QTT接收机与信号采集与处理系统初步技术方案,分析了信号接收与处理系统的关键技术问题.     

基于滚动时间窗的PSO-LSSVM的通信基站能耗建模

基站是通信网络的重要能耗节点,精准计算合同能源管理(EPC)模式下基站节能量成为该领域的技术瓶颈.以3类典型场景通信基站为对象,提出了一种基于粒子群优化算法(PSO)的滚动时间窗最小二乘支持向量机(LSSVM)的基站能耗建模方法.该方法通过选取预处理的基站配置参数与实时数据建立滚动时间窗,采用PSO优化训练模型参数,并通过LSSVM回归估计训练模型,得到随时间窗数据变化的基站动态能耗模型.仿真试验与样本基站实测数据的验证结果表明,本文建立的能耗模型具有较高的预测精度及泛化能力,对基站节能工程的评估具有良好的应用前景.     

移动通信基站信号频率分配优化算法研究

为解决在移动通信基站信号频率干扰的问题,提出一种减弱或者消除在移动通信中频率干扰的优化算法.运用贪婪算法计算出单个基站的频率分配,再运用图论的建立、DP思想分配每个基站,为后续基站的建立提供一个理论体系结构模型.通过提出基站信号频率分配优化算法思想,结合通信信号干扰实验,DP思想解决信号干扰的疑惑,从而减少物理抗干扰时仪器使用带来的危害.仿真实验表明:优化算法在一定程度上削减了基站内的信号频率干扰.     

基于单片机控制的射频通信基站的设计

单片机技术依其可以嵌入到各种仪器和设备中的优势,获得越来越多的市场需要,单片机技术也日趋成熟;同时,射频技术在通信方面的发展也越来越普遍和重要。本通信基站的设计是一个依靠无线射频技术进行通信,在单片机强大的控制能力下,依靠无线射频接收信号,通过串行通信将接收到的信号传给上位PC机。通信基站设计由两个基本部分组成:接收部分由无线射频技术完成接收各个站点发送过来的信号,发送部分由单片机通过串行通信,将接收到的站点信息利用RS-232u总线传给上位机,实现与上位机的通信;接收和发送功能一起实现射频基站的通信。     

基于FRESH滤波器的DSSS系统窄带干扰抑制技术

为了减小基于时域线性预测干扰估计的DSSS系统窄带干扰抑制技术对有用信号产生的损伤,根据干扰环境下接收信号的循环平稳特性,提出了一种利用频移滤波器对干扰进行估计并将干扰抵消的DSSS系统窄带干扰抑制方法.该方法在对干扰进行估计时,既利用了干扰的时域相关性,又利用了干扰的频域相关性.理论分析和仿真结果表明,在强干扰环境下,接收信号的循环平稳性主要由强干扰决定.与传统时域线性预测方法相比,该方法对干扰估计的时平均均方误差更小,能够更精确地估计和消除频谱相关的干扰,减轻对有用信号的损伤,进一步降低系统的误比特率,因而具有更加优良的干扰抑制性能,特别在干扰较强或干扰频带较宽时,优势更加明显.     

基于地形信息的平流层通信系统传播衰减预测

给出了一种基于地形信息的预测平流层通信系统大尺度衰落的算法，包括地形重建和传播衰减计算，及编程实现的方法，计算出了平流层空中平台到某一区域的大尺度传播衰减，并根据该算法针对地形变化对传播衰减的影响进行了仿真，结果表明，平流层通信系统的传播衰减受地形变化的影响比地面通信系统小得多，在没有平流层通信实测数据的情况下，上述预测算法对仿真通信系统性能具有重要意义。     

一种蜂窝系统基站协作干扰抑制方法

基站协作可有效抑制相邻小区用户间的干扰.设计了一种利用基站协作进行干扰抑制的方法.在所有协作基站中选择一个作为主基站,每个基站使用干扰消除,解调出所有超过信噪比门限的用户信号,并将剩余信号发送给主基站,主基站将来自协作基站的剩余信号与本地的剩余信号合并后再做一次干扰消除.第一次干扰消除有效区分了强弱信号,将弱信号在主基站处的合并可以引入路径分集增益,再次采用干扰消除可有效地检测出较弱的信号,最终达到干扰抑制的目的.     

平流层通信衰落信道的统计模型

在假设阴影衰落对接收信号直射分量的影响符合对数正态分布、多径衰落对接收信号的干扰符合瑞利分布的情况下 ,给出了接收信号包络变化的电平通过率和平均衰落持续时间的表达式 .利用数值分析方法给出了轻阴影、重阴影和混合阴影衰落环境下 ,平流层通信衰落信道接收信号包络的概率密度分布、电平通过率和平均衰落持续时间的数值 .对于当前没有平流层通信实测数据时进行平流层通信系统性能仿真等方面的研究具有重要意义     

超宽带通信中干扰抑制方法

针对修改接收模板信号的方法(MRTW)在抑制随机窄带干扰上的不足,提出了一种超宽带通信系统(UWB)干扰抑制的新方法—自适应修改接收模板信号(AMRTW)方法,该方法通过增加的自适应频谱估计器和自适应接收模板信号分解单元,准确的将干扰信号分量从UWB接收模板信号中恰当的去除,从而提高了UWB接收机的抗干扰能力,仿真结果表明,在UWB系统处于随机用户干扰的条件下,AMRTW方法对UWB系统误码率的改善明显优于MRTW方法。     

基于 RIE 的自适应窄带干扰抑制算法

针对直接序列扩频(direct sequence spread spectrum,DSSS)通信系统中窄带干扰(narrow-band interference,NBI)抑制问题,将窄带干扰存在性识别技术(recognition of interference existence,RIE)和变换域窄带干扰抑制算法相结合,提出了一种自适应窄带干扰抑制算法.该算法能根据接收到的信号,利用基于能限因子的RIE算法判断接收信号中是否含有窄带干扰信号,从而决定是否需要对其进行干扰抑制处理.理论分析表明,当接收信号中不合窄带干扰或干扰信号较小时,既可减少由于窄带干扰抑制算法对有用信号造成的损伤,提高误码率性能,又能降低系统处理的复杂度.仿真结果表明,自适应窄带干扰抑制方案抑制干扰误码率性能明显优于非自适应窄带干扰抑制方案.     

天文数据索引技术综述

信息技术、制造技术的蓬勃发展为提高射电望远镜灵敏度和分辨率奠定了基础.随着观测设备接收面积的增大及多功能数字终端技术的发展,天文观测设备的数据收集能力也得到了大幅提升,天文数据已经进入了PB量级时代.然而海量的观测数据并非全部实现了全世界范围的开放共享.部分新投入或正在建设中的大型天文观测设备在设计过程中并没有充分考虑到数据管理问题;已有的观测数据采用离线存储在磁盘或磁带上没能实现数字化:发表的文章所用到的数据没有进行有效归档,使他人无法重复数据处理;部分国家或地区的网络限制使科研人员无法在线获取归档数据.本文以目前主流的单天线和阵列射电望远镜为基础,综述各观测设备现状及数据管理相关情况.以虚拟天文台相关协议标准为依据介绍如何通过最新的虚拟天文台(Virtual Observatory,VO)技术实现数据发布及无缝透明的资源连接与访问.分析了目前常用的索引技术B-Tree,R-Tree,HTM,HEALPix,Q3C的特点,最后给出针对新疆奇台110 m射电望远镜数据管理方面可选择的关键技术.     

平流层通信与地面蜂窝通信频谱共用的干扰特性

提出了一种平流层通信与地面蜂窝通信频谱共用的系统模型，并根据该模型分析了平流气愤层通信系统所受干扰的特性以及此时的通信性能，以基站发射功率、基站接收功率、地面蜂窝半径、地面蜂窝活动用户数以及平流层天线波束旁辫衰减幅度为可变参数，对平流层通信系统前向链路和反向链路平均误码率的变化进行了分析与仿真，结果表明，平流层系统用户有较好的误码率变化特性。     

基于多波束接收机的FRB实时搜寻终端设计

快速射电暴(Fast Radio Burst, FRB)是一种偶发的、瞬时射电暴,为了探测到更多的样本进行研究,本文基于多波束接收机开发了一套实时搜寻终端,该系统包括信号采集与处理、单波束信号处理、多波束信号合成与分析、探测结果存储与发布等单元,可以对多路波束信号进行同时采集和分析,利用多波束的信号参考效应消除干扰,提高探测准确率.在某射电望远镜上进行了观测实验,通过捕捉脉冲星的单脉冲信号检验了FRB信号的探测功能,结果表明该终端可实现准确、实时的FRB探测.