亚毫米波射电望远镜多波束接收机的设计研究

针对射电天文中亚毫米波望远镜的发展需要,为更高效开展大天区亚毫米波巡天及恒星形成区的成图观测,给出了基于345 GHz亚毫米波段的双极化3×3波束SIS超导接收机系统的设计研究。介绍了接收机的设计思路,给出CAD设计方案、关键技术分析与模型验证。

德令哈13.7m望远镜多波束接收机的运行

德令哈13.7 m望远镜是中国最重要的射电望远镜之一.望远镜自安装超导成像频谱仪以及采用飞行观测模式以来,运行近10 yr.在此期间,望远镜开展并完成大量的天文观测,累积了巨量的天文数据,取得了一系列重要的科研成果.介绍了超导成像频谱仪在天文观测中的运行状态,运行中疑难问题、故障现象及解决方案.详述了超导成像频谱仪各方面性能测试及多年来的性能分析,包含接收机噪声温度及望远镜系统噪声温度、镜像抑制比、接收机稳定性、波束性能等方面.列举了超导成像频谱仪更新发展方面的工作,包含本振功率自动化调整、边带分离型超导混频器预放大电路的更新、控制程序的优化等.总结经验和规律,承前启后,将过去的超导成像频谱仪的维护运行经验应用到之后新一代大规模接收机系统中.

基于色散光纤棱镜的光控多波束接收技术研究

相比于基于改变光纤物理长度的光真延时波束形成技术,基于色散光纤棱镜的光真延时波束形成技术具有延时精度高、光纤长度控制精度要求低、同时多波束结构相对简单、工程性好等特点。但随着光纤色散系数的增大,色散系数随波长的变化即色散斜率也越来越大,选用等波长间隔的激光器已无法实现波束形成。通过分析色散光纤色散斜率对光波束形成的影响,为激光器阵列波长的选择提供了依据。同时,通过理论分析和实验验证,证明了基于色散光纤棱镜的光控多波束接收技术具有良好的温度环境稳定性。

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.

多波束卫星电视接收技术的新应用

本文介绍了利用多波束卫星电视接收技术设计的一个实用系统，它实现了用一副卫星接收天线和一个接收机同时接收两颗卫星上电视信号。

基于波束空间的SAR阵列天线波束展宽方法

针对合成孔径雷达(SAR)天线设计过程中,难于获得均匀幅度和较宽的照射区域,实现灵活多变的波束变换的问题,提出一种基于波束空间阵列天线波束展宽的方法.通过将平面阵列天线分成多个子阵列,以子阵列为单位设计出基本波束,再通过幅度和相位加权使各子阵波束在空中实现同相移位叠加,从而实现波束覆盖区域的控制.由于各子阵可作为基本单元来处理,只需对各子阵实行加权,即可极大地降低阵列导向矢量的数目,能灵活地设计各种波束图,实现指向控制和干扰抑制.仿真实验的结果证明了该方法的正确性和有效性.它可用于单波束发射多波束接收(SIMO)与多波束发射多波束接收(MIMO)等新的SAR成像体制中.

边带分离型超导SIS接收机本振耦合噪声研究

超导SIS (Superconductor-Insulator-Superconductor)接收机因极低的接收机噪声温度成为毫米波和亚毫米波段射电天文观测的首选.本振系统耦合噪声也是接收机噪声的一部分,在多年的天文观测中,发现本振耦合噪声无法完全忽略,对天文观测的灵敏度有一定影响.采用两个不同种类的信号发生器作为本振系统初级信号源,测试了超导SIS接收机的噪声温度,发现信号发生器输出的基底噪声能够耦合到接收机内部,从而增加接收机噪声强度.分析研究了本振系统热噪声和信号发生器基底噪声对接收机噪声的影响.通过在信号发生器输入端加入窄带滤波器滤除其基底噪声,消除了信号发生器基底噪声引入的接收机噪声,降低了接收机的整体噪声,提高了望远镜的灵敏度.

关于卫星信号接收技术的探讨

对卫星信号接收技术的改进进行了探讨，对在原有的基础上，如何提高卫星天线设备的利用率，以及对多波束卫星信号的接收，提出了具体实施办法。

合成孔径激光雷达下视三维成像构型及算法

传统激光三维成像均采用实孔径成像技术,其分辨率会随着作用距离的变远而降低。相比于实孔径成像,合成孔径成像的一个显著优势是沿航向的分辨率不随作用距离的变化而变化。基于合成孔径技术提出一种合成孔径激光三维成像雷达的工作模型。该系统采用激光泛光发射模式和多波束相干接收,首先,在高度向,采用大时宽带宽的线性调频信号,并利用解线频调技术实现高分辨率;其次,沿航向利用合成孔径技术频域压缩算法实现高分辨率,其中考虑到激光调频信号的长扫频周期,对于平台连续运动引入的多普勒平移项进行了补偿;在跨航向通过实孔径阵列实现高分辨率。最后,通过仿真实验验证了该系统的有效性。

星基ADS-B系统及关键技术发展综述

广播式自动相关监视(ADS-B)系统是国际民航组织在空管全球化的背景下提出的新一代监视技术。相较陆基系统,星基ADS-B系统能够实现全球空域覆盖,可增强现有空管系统能力,促进国家低空空域开放与通航产业发展。概述了星基ADS-B的由来、概念及运行原理;介绍了星基ADS-B系统国内外发展概况与发展历程;针对微弱信号解调、多波束接收、解交织、防欺骗、星座设计、路由转发算法及监视性能评估等星基ADS-B关键技术梳理了国内外相关研究现状,介绍了北京航空航天大学联合团队在星基ADS-B上的研究工作与发射试验星情况;结合未来星基空管技术发展与应用需求对星基ADS-B系统发展趋势进行总结与展望。

天空双基地预警雷达空间同步方案设计

针对天空双基地预警雷达因收发分置使空间同步直接影响雷达整体性能的问题,提出了天空双基地预警雷达空间同步方案,并对该方案的可行性论证进行了分析;然后根据接收同时多波束的技术原理,推导了空间同步方案相关参数公式;最后结合一个具体实例对同步效果进行了仿真验证.仿真结果表明,该方案能够实现收发波束的空间同步,实现对目标区域的预警监视功能.

基于去卷积的目标角度超分辨方法

介绍了一种提高雷达角度分辨率的方法。为分辨同一波束内多个目标,通过同时接收多波束覆盖发射波束,再对接收回波进行去卷积滤波,实现了单脉冲角度超分辨。还分析了角度分辨能力与信噪比的关系,仿真表明,角度分辨力的提高与信噪比紧密相关,在信噪比为20dB时,角度分辨力提高系数为3。