统一载波测控系统下行信道噪声功率谱密度标定依据分析与探讨

统一载波测控系统集跟踪、测距、测速、遥测、遥控、通信、数传等功能于一体;噪声功率谱密度是测控设备下行信道的基本参数之一,反映了信道接收弱信号的能力,调节综合基带输入端的噪声功率谱密度至合理范围是完成航天测控任务的前提;介绍了统一载波测控系统下行信道的基本组成及设计要求;分析了噪声功率谱密度在下行信道中的传递特性,提出了在不同信号电平、不同测控体制下噪声功率谱密度标定的基本依据和原则;结合某型号S频段统一测控系统的工程实际,系统分析了噪声功率谱密度的原理和具体标定方法,该方法根据不同应用环境和测控体制,充分考虑各级增益的分配标准,准确计算各级信号噪声的电平,合理进行噪声功率谱密度标定,以确保系统工作的可靠性和稳定性,为设备性能指标测试和航天测控任务参数设置提供参考和依据。

低频噪声测量技术在电子元器件测试系统中的设计应用

低频噪声测量技术在电子元器件测试系统中的应用涉及硬件设计、软件设计和系统测试等方面。本文通过规划测试流程,对硬件部分及软件部分进行了相关设计,包括信号采集和噪声功率谱密度算法等。通过评估信噪比(SNR)、噪声功率谱密度(PSD)等噪声指标,得出测试结果,证实了低频噪声测量技术在电子元器件测试中信号质量总体良好,且能在相对稳定的范围内持续波动。

基于软语音存在概率的噪声互功率谱估计

针对目前已有的改进相干滤波语音增强系统中噪声互功率谱估计方法运算效率低、准确性不足的问题,提出一种基于软语音存在概率的噪声互功率谱估计方法。通过计算语音信号的固定先验软语音存在概率代替语音活动检测器,得到噪声互功率谱的无偏估计值,以改善估计的准确性,同时还可避免复杂的偏差补偿值计算,使算法计算量得以减小。仿真实验结果表明,所提出的噪声互功率谱估计方法在应用于改进相干滤波语音增强系统时有更好的感知语音质量评价得分,且运算用时更短。

汤加火山喷发对不同区域背景噪声的影响

当地时间2022年1月15日汤加Hunga Tonga-HungaHa’apai火山发生剧烈喷发,引发了MS 5.8地震和海啸。为了研究汤加火山喷发对全球范围内台站背景噪声的影响,在全球范围内选取2022年1月1—20日震中距0°—150°的14个宽频带地震台站进行功率谱密度分析、0°—60°的7个地震台站进行极化分析。通过分析各地震台站噪声功率谱密度及极化分析结果后发现:虽然此次汤加火山喷发引起了全球范围的海啸波,但是除了震中距120°范围内地震台站10—30 s周期的PSD值在火山地震发生后有明显变化外,其他地震台站不同周期的PSD值变化与汤加火山喷发均无相关性。汤加火山喷发没有改变1—30 s周期的背景噪声源区,各台站的背景噪声来源方向较稳定,但不同频段的背景噪声来源有一定的差异性。

台基观测方式对地震台站背景噪声影响分析

重庆地区3个地震台站经改造后,台基类型由深坑观测改变为地表观测。分别计算3个台站改造前后的噪声功率谱密度(PSD)及相应的概率密度函数(PDF),通过噪声功率谱平均噪声曲线,评估3个台站台基背景噪声变化情况。计算结果表明,3个改造台站环境噪声水平有所增加,尤其在2 Hz以上的频段,其中合川云门台(YUM)最大增加9 dB,开县临江台(LIJ)最大增加10 dB,忠县善广台(SHG)最大增加4 dB。目前,3个台站1—20 Hz频带范围内环境噪声水平仍符合观测规范要求,但改变台基观测方式后,传感器接收到人为干扰噪声信号更丰富。因此,开展地震台站建设、改造施工要慎重改变台基观测方式。

中国大陆地区宽频带地震台网台基噪声特征

利用中国地震台网880个宽频带地震台站2014年1月至2015年12月的垂直分量连续波形记录,通过计算每个台站的噪声功率谱密度和概率密度函数,对中国大陆地区的台基噪声水平进行了初步分析。结果表明:中国大陆的噪声水平在不同频带呈现不同的分区特性,其中高频带(0.1—1 s)噪声水平在西部和北部较低,而在中东部地区较高,京津冀和东南沿海地区最高;城市噪声水平高于人口稀少地区,表明高频带噪声与交通、工业等人文活动强度具有较高的相关性;在盆地及其边缘地区,高频带噪声水平高于周边山区,可能与沉积层的放大效应有关;微震噪声(1—20 s)主要来自于中国东部海岸线的海洋活动作用,其强度由东南沿海向内陆地区逐渐变弱。基于噪声的分区特征,利用概率密度函数的第5和第95百分位数获取了31个地震台网的高低噪声基线,相比全球新高低噪声模型,该基线能够对台站观测状态进行更有效的判别。

磁电阻薄膜材料噪声研究进展

磁电阻薄膜材料中的噪声表现出1/f特征,1/f噪声深刻地反映着介观系统内部的输运机制和磁序转变过程。系统总结了磁电阻薄膜中的1/f噪声理论,指出1/f噪声可分为磁1/f噪声和电1/f噪声,前者是1/f噪声的主要部分。1/f噪声与磁电阻薄膜的制备方式、内部缺陷、磁畴分布、体系结构和界面因素都有密切关系。改善界面结构和提高磁畴的稳定性可以改善1/f噪声。1/f噪声在检测器件稳定性和表征磁化转变过程方面有着非常重要的实际应用。

人类活动对乌加河地震台背景噪声的影响

选取2022年5月和7月乌加河地震台测震和重力观测数据,应用噪声功率谱概率密度(PDF)方法,对比分析疫情防控政策背景下该台背景噪声变化,探究人类活动对观测数据的影响。结果发现:(1)测震数据记录:与2022年5月相比,7月噪声RM_(S)值明显减小,分析认为,该月受乌加河地区疫情防控措施影响,人类活动减弱,表明人类活动对测震观测数据具有显著影响;(2)重力观测数据:在2个观测时段,置于同一观测山洞的重力仪背景噪声记录几乎无差别,表明人类活动对重力观测数据的影响较小,重力仪基本不受台站背景噪声的影响,从而验证了测震数据的准确、可靠。综合分析认为,人类活动对乌加河地震台背景噪声有一定影响,但重力仪由于其特性,观测数据基本不受人类活动影响。

电荷载流子倍增寄存器中的倍增噪声

信号电荷在电荷载流子倍增寄存器中的强场下,吸收电场能量激发碰撞电离过程。电子碰撞电离过程激发的电子-空穴对具有独立性和随机性,其激发过程产生的倍增噪声主要是散粒噪声。借助于马尔可夫链定理,得到了CCM单元的倍增因子的计算方法,建立了电子碰撞电离的数学模型。在此基础上,推导了CCM单元倍增噪声的功率谱密度,表明其与倍增因子相关。

微弱红外光信号检测放大电路噪声分析及噪声匹配的研究

本文设计了微弱红外光信号探测放大电路,通过噪声模型分析方法简明扼要地论证了电路的噪声分布情况,并基于matlab仿真分析了噪声匹配对电路输出噪声的影响,得到了微弱信号检测电路最佳源电阻的表达式并分析了不同源电阻情况下前置放大器的噪声系数变化趋势,对极弱信号探测电路设计具有一定的指导作用。

山东数字测震台站台基背景噪声分析

介绍了山东数字地震台网基本情况,计算了40个测震台站台基背景噪声,利用Welch方法计算噪声功率谱密度(PSD),进而计算地震台台基1—20 Hz地动噪声均方根值(RMS)和有效动态观测范围。根据计算结果,依照《地震台站观测环境技术要求》,对山东测震数字台网40个参评测震台站进行背景噪声级别分类,并分析不同台站背景噪声水平较低的原因,以期为测震台网的优化建设提供数据支持。

新冠肺炎疫情对佘山与大洋山地震台背景噪声的影响

人类的生产生活产生的振动会以高频地震波的形式被地震台站所记录。2020年1月,新冠肺炎疫情爆发,为了应对此次疫情,各地政府分别启动应急响应,国内地震记录出现最长、最突出的人为地震降噪期。各地震台站背景噪声显著下降,在人口稠密及工业发达地区尤为明显。同时,静噪期为探测地下地震源的微弱信号提供了可能。静噪期内,佘山地震台2 Hz频点背景噪声功率谱密度值比平时降低10 dB,而大洋山地震台10 Hz频点背景噪声功率谱密度值较平时降低约5 dB;佘山地震台2—10 Hz以及大洋山地震台10 Hz以上频率的背景噪声受静噪期影响明显。结合地震台站所处位置分析,疫情期间佘山地震台附近人口流出较多,2—10 Hz频率的背景噪声变化明显;大洋山地震台背景噪声则受工厂、轮渡、高速汽车等影响较大,f≥10 Hz的背景噪声变化显著,而频率在2—10 Hz则无明显变化,表明该台人口总数趋于平稳。地震噪声和人类活动之间的相关性表明,地震学研究可以提供实时人口动态估计。

变频设备噪声系数测量方法分析

针对变频设备噪声系数测量中的复杂性高和准确度差的问题,阐述了采用增益法和噪声系数分析仪测试变频系统噪声系数的基本原理,指出了2种测试方法中容易产生测试误差的操作步骤及相应的操作要点,分析了噪声系数分析仪变频模式下非零校准产生的原因及其对最终测试结果的影响,比较了使用不同方法测试同一系统的测试结果,解释了测试结果差异产生的原因,说明了2种测试方法的适用范围和各自的局限性。

空间行波管脉间噪声测试

通过对现有国军标中行波管脉间噪声测试技术的研究分析,搭建了一套适用于现阶段空间系统对空间行波管脉间噪声指标要求的测试平台,选择了X波段和Ku波段两个典型型号的空间行波管,利用该平台进行了脉间噪声测试,经过测试和数据处理后,得到的行波管的脉间噪声功率谱密度值均小于-164 dBm/Hz,能够获得确切的空间行波管脉间噪声功率谱密度值。该平台对国军标的测试方法进行了改进和完善,能够准确测试分析出空间行波管的脉间噪声功率谱密度值,实现了现阶段空间系统对行波管脉间噪声的测试要求。

黑龙江省地震科学台阵背景噪声特征分析

2019年黑龙江省完成“一带一路”地震科学台阵项目中台址勘选工作,基于科学台阵中136个台址的地面运动噪声数据,通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度,研究不同环境噪声下科学台阵记录数据的地噪声特征及其台基响应。结果表明:黑龙江西北和东南部地区地面运动噪声水平低,观测环境较好;中部和东北部地区噪声水平较高,大庆地区尤为严重。勘选结果真实反映了黑龙江区域内的背景噪声分布,使我们对本区域地噪声水平和干扰因素有了新的认识。

大连地震台测震干扰频谱特征及去噪分析

利用大连地震台日常观测数据,对比人文噪声干扰强弱时段的噪声功率谱密度和地脉动噪声均方根(Root Mean Square,RMS)值等数据,分析干扰噪声的频谱特征。针对干扰频段进行滤波,以提高测震波形质量,清晰识别地震事件。

巴里坤测震台背景噪声分析

选取2017—2021年巴里坤测震台数字观测资料,对近2000 h波形数据,运用Welch平均周期法,计算得到该台台基背景噪声与噪声功率谱密度(PSD)及1—20 Hz地动噪声均方根值(RM_(S))。通过数据对比分析,认为2018—2020年,受G7、G575高速公路施工、人为干扰等影响,巴里坤测震台台基噪声水平不断升高,2019年噪声值达到最大。同时,对比巴里坤测震台在高速公路通行前后的背景噪声可知,2021年日、夜噪声差值高于2017年,且夏季高于冬季。

安徽数字测震台网新参评台站背景噪声分析

计算并分析安徽数字测震台网9个新参评台站数字化记录背景噪声,得到各台址背景噪声均方根RM_S值、有效测量动态范围、噪声功率概率密度谱,按照地噪声水平规定,对各台进行台基噪声分类,数据表明,9个新参评台站有4个Ⅰ类台址、5个Ⅱ类台址。对于9个新参评台站噪声功率概率密度谱及各频点噪声干扰源,分析认为,大多数台站在频率10 Hz附近存在2组概率较高的背景噪声,与白天和夜晚的不同噪声水平相对应。

陆良大萨卜龙宽频带地震观测台站仪器勘选

宽频带地震观测台站仪器勘选工作包括野外仪器测试、台基背景噪声水平计算及分析、台站综合评价。通过陆良大萨卜龙宽频带地震观测台站仪器勘选,对测试设备系统组成及辅助工具进行总结,形成用于减小气温、气流对地震计干扰的四级防护架设方法,梳理了测试数据中对于天然地震事件、干扰事件(非天然地震事件)的预处理方法。对测试数据进行干扰评估,干扰频度N=0.03<0.5,且非天然地震事件持续时间占记录时间的百分比R=0.01%<0.5%,表明勘选台址几乎不受干扰;对预处理数据进行噪声计算与分析,结果发现,在1—20 Hz频带,台基噪声三分量平均功率谱密度与全球低噪声模型NLNM相比,平均偏高17—38 dB,RM_(S)有效值小于3.16×10~(-8)m/s,表明勘选台站周边无明显干扰源,台基背景噪声水平达Ⅰ类台站建设标准。综合评价认为,该勘选点位观测环境较好,可作为宽频带地震观测台站建设站点。

二连浩特地震台井下地震观测波形干扰分析

对2022年8月10日二连浩特地震台井下地震计的观测数据进行分析,发现三测向测值出现噪声明显偏大的异常现象。对受干扰数据进行傅里叶变换和噪声功率谱分析,缩小干扰源范围,最终确定干扰为私自采矿所致。停止施工后,观测数据恢复正常。对受干扰的数据进行小波变换重构,干扰时段的观测数据接近正常。