VLBI数字基带转换器测试进展

叙述了中国科学院上海天文台正在研发的VLBI数字基带转换器的最新测试进展。首先介绍了VLBI数字基带转换器的项目背景。接着介绍了VLBI数字基带转换器的设计指标和系统组成。然后介绍了利用VLBI长基线方法测试分析VLBI数字基带转换器性能的具体过程,并且通过在VLBI观测中与传统模拟VLBI基带转换器进行了性能对比,得出结论:目前VLBI数字基带转换器在以射电源为信号源的VLBI观测中,射电源流量高时条纹信噪比优于模拟VLBI基带转换器,射电源流量低时条纹信噪比与模拟VLBI基带转换器相当,且数字基带转换器带通特性好于模拟基带转换器。

一种宽带VLBI数字基带转换器设计

VLBI(very long baseline interferometry)即甚长基线干涉测量,是目前精度最高的射电观测手段。为了解决对硬件处理速度要求过高的问题,设计了一种基于并行下变频的宽带VLBI数字基带转换器,将并行处理与多相滤波相结合,可大大降低对处理速度的要求,缓解硬件压力,有助于解决数字信号处理的瓶颈问题。仿真结果表明,该宽带VLBI数字基带转换器成功实现了对数字中频信号的下变频、滤波抽取等功能,同时数据率大大降低,可实现宽带接收处理,也有助于信号的实时处理。

一种VLBI数字基带转换器的设计与研究

数字基带转换器在VLBI系统中主要完成中频信号的基带转换和频段选择,文中采用频域抽取和邻信道合并技术设计一种VLBI数字基带转换器。采用该方法设计的转换器具有比较平坦的通带特性和较大的阻带衰减,能够方便地实现带宽的动态变化。文中对频域抽取进行理论推导论证,并根据邻信道合并的条件,详细说明了原型低通滤波器的设计方法,最后通过仿真验证了新方法的有效性。

VLBI数字基带转换器数据确定“嫦娥一号”落月时刻

中国第一颗月球探测卫星"嫦娥一号"于2007年10月24日发射,完成工程目标和科研实验任务后于2009年3月1日受控落月。确定嫦娥一号卫星的具体落月时刻,对于判定落月点和轨控精度以及后续的探月任务都有重要意义。嫦娥一号落月过程中,上海、昆明和乌鲁木齐3个VLBI观测站安装的VLBI数字基带转换器对该过程进行了全程数据记录。利用其中落月段数据,用基于短时傅立叶变换的时频分析方法,计算确定嫦娥一号具体落月时刻为UTC 2009年3月1日8时13分6.645 9秒,精确度为10^(-3) s,相应的落月点确定精度为2m左右。

一种基于多相结构的VLBI数字基带转换器设计

介绍了深空测控系统中VLBI数字基带转换器的原理及其未来发展方向,详细研究了基于多相结构滤波器组算法和频点可调带宽可变技术。本文基于VLBI2010计划的设想和未来我国深空探测任务的需要,参照国外相关设备的指标,将多相结构全频域接收并行处理的优势和数字本振+高效滤波结构的频带选取灵活的特点相结合,提出更有利于以软件无线电平台实现的基带转换方式,最终完成基于多相结构的满足宽带和窄带VLBI观测的数字基带转换器的设计方案。

深空测控VLBI数字基带转换器发展现状研究

研究深空测控VLBI数字基带转换器的基本原理以及国内外的发展现状。首先介绍VLBI及其基本原理与系统结构,其次介绍数字基带转换器的原理及实现方法,之后重点介绍数字基带转换器在国内外的发展现状,并对当前国际上主要的VLBI数字基带转换器进行全面的对比分析,最后对未来数字基带转换器做出展望。

频率可调带宽可选的VLBI多相数字基带转换器

VLBI数据采集终端是VLBI台站的重要设备,近年来随着数字硬件设备例如ADC、DSP、FPGA的快速发展,数字基带转化器代替模拟基带转换器成为现实。现有采用多相滤波器实现DBBC的方法不可避免存在盲区,且频率、带宽均不可调。提出一种通用的基于多相结构的宽带数字下变频方法,将多速率信号处理和并行处理方法应用在其中,成功实现了VLBI多个通道的单边带数字基带转换,且能实现中频中心频率可调、带宽可选。硬件测试结果表明VLBI数字基带转换器频率设置正确,带宽选择正确,且数字基带转换器带通特性好于模拟基带转换器。

VLBI数字基带转换器(DBBC)

1科学背景甚长基线干涉测量（VLBI，Very Long Baseline Interferometry）技术是现代天文观测中分辨率最高的观测手段。目前中科院的VLBI干涉测量系统由4个VLBI观测站（上海佘山站、乌鲁木齐南山站、北京密云站、云南昆明站）和1个VLBI相关处理中心（上海）构成，

用于VLBI数字基带转换的多相滤波技术研究

该文阐述了利用低通滤波器和多相滤波器技术实现VLBI数字基带转换的原理,建立了采用多相滤波器与FFT技术的数字基带转换系统的仿真模型;然后对本模型的算法复杂度进行了分析和比较;最后对该模型的正确性进行了仿真实验验证.

基于FPGA的多相数字基带转换器设计与实现

介绍了深空测控系统中数字基带转换器的原理及作用。在研究△DOR对航天器跟踪测轨原理的基础上,根据其信号频谱特征选择围绕多相信道化滤波器组来设计数字基带转换器。算法实现过程中,利用实信号谱以π为周期互为镜像的特点解决了接收信道存在盲区的问题。硬件实现前在Matlab环境下对算法进行验证。仿真正确后利用DSP Builder和Quartus II两种软件混合编程方式编写硬件程序。最终在数据回放板上验证了算法的可行性,为研究VLBI(Very Long Baseline Interfer-ometry)测量技术提供了测试平台。

甚长基线干涉测量数字基带转换器子通道时延影响分析

为提高甚长基线干涉测量(VLBI)带宽综合处理精度,在接收系统各通道时延一致的情况下,对数字基带转换器(DBBC)子通道时延对带宽综合精度的影响进行了分析。通过理论推导,首次发现在单站群时延测量中,子通道时延会使不同子通道之间产生"相位阶梯",引入带宽综合处理误差;在双站时延差测量中,当两个观测站相应子通道本振频率差不相同时,也会出现"相位阶梯",降低带宽综合处理精度。针对不同数字基带转换器结构,讨论子通道时延的影响域,提出通过子通道时延补偿消除"相位阶梯"。仿真结果表明,子通道时延补偿可以有效消除"相位阶梯",使带宽综合处理精度至少提高一个量级以上。

干涉测量系统数字基带转换方法研究

首先介绍两种典型的适用于干涉测量系统的数字基带转换方法,然后采用并行结构和多相结构对正交混频方法进行改进,得到高效的基于并行下变频的方法。结合多相滤波的高效性与正交混频的灵活性,得到更加高效的多相滤波与正交混频结合法。通过比较两种方法的效率和功耗,得到多相滤波与正交混频结合法性能更优的结论。

Mark5B格式器及10G网络传输系统在VLBI中的应用

由于遥远的天体发出的无线电信号极其微弱,信噪比极低,VLBI系统要想得到较高的测量精度,必须尽量加大测量带宽和提高采样位数,但是这样会导致VLBI终端(比如数字基带转换器)产生的观测数据激增。传统的VLBI终端数据传输系统采用VSI接口,数据最高传输速率限制在2 Gbps,且数据记录设备必须采用定制的Mark5B设备,极其不灵活,因此已经不能适应现在VLBI系统的观测需求。为了提高数据传输速率,增加数据记录设备的灵活性,上海天文台新研制的基于多相滤波器组和快速傅里叶变换方式的数字基带转换器的数据传输系统采用了高速灵活的10 G网络接口。10 G网络系统中数据传输采用报文交换方式,因此数据到达接收端的时间不是精确可靠的,这要求数据在进入10 G网络接口之前必须已经具有标准的VLBI数据格式,所以在10 G网络前端设计了Mark5B格式器。详细介绍了基于现场可编程门阵列的Mark5B格式器及10 G网络传输系统的设计原理,并在文章的最后通过三组实验验证了其功能的正确性和性能的稳定性。

第一台全数字接收机问世

据Hypres公司网站报道，该公司与ViaSat公司合作开发出了超导电子领域内第一台全数字Link16多网络接收机样机，并进行了演示验证试验。在试验中，接收机样机将来自两个独立的Link16网络的信号进行了数字化。该试验验证了该公司的数字射频技术可以在同一终端同时实现Link16多网络信号的接收处理，这项技术被称为“数字去跳频”技术。这项产品的关键器件之一是Hypre公司的高温超导模数转换器，它可将整个Link16频段（969MHz-1206MHz）直接数字化，其后的数字领域信号处理由viaSat公司的Link16基带处理器完成。另外，该样机采用了超导射频滤波器，抑制来自敌我识别信号中的潜在于扰。

无线传感网节点SoC芯片设计研究

无线传感网终端设备的无线化、小型化,对其硬件电路的实现技术水平提出了越来越高的要求,其中传感器节点的核心部件——片上系统(SoC)技术,是当今的发展趋势之一。文中基于IEEE802.15.4规范要求,设计满足传输速率2 Mb/s、工作频率2.4 GHz等基本指标要求的无线传感网节点单芯片集成解决方案,并以此展开方案设计和关键技术的研究工作,实现了无线传感网节点SoC芯片方案的仿真验证。

卫星导航系统接收机原理与设计——之一(下)

2.2射频前端通常天线接收到的导航卫星信号不仅功率极其极低,而且掺杂着噪声并且伴随着各种有意无意的干扰信号,一般情况下导航信号弱于背景噪声,例如,GPS系统L1频段的信号地面功率为-160d BW,民用L1频点的信号功率比背景噪声低16d B。

汇聚成为信号处理的发展趋势

数字图像处理、PC机、无线设备、网络设备、互联网接入、仪器、数字娱乐，所有这些应用都离不开数据转换器、放大器、DSP、电源管理、射频器件和传感器，也就是离不开信号处理。随着功能的增多，工程师常常要同时实现多制式媒体处理、控制处理和多模基带通信功能，并保证产品的低成本和快速上市。工程师们正面临汇聚处理的挑战。

关于数字中频接收机信号处理的研究

我国大规模集成电路与信息技术的快速发展,推动了数字中频信号接收机的发展,本文重点探讨了数字中频接收机的发展历程、基本构造、原理、信号处理流程、实践应用与设计。