[發明專利]一種可自定標的無線電環境測試平臺及其測試方法

有效

• 申請號: 201610301137.X
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105763272B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 董亮;樂林株;劉俊卿;郭少杰;汪敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院云南天文臺
• 主分類號: H04B17/30
• 分類號: H04B17/30;H04B17/391
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

一種可自定標的無線電測試平臺及其測試方法，測試平臺由天線及其控制模塊、信號接收模塊及定標模塊依次連接組成；其中：信號接收模塊：由低噪聲放大器連接頻譜儀及頻譜控制電腦組成；天線及其控制模塊：由測試天線、可控轉臺及轉臺控制電腦組成；定標模塊：由微波開關分別連接附屬的噪聲源、50Ω匹配負載、低噪聲放大器組成，噪聲源并通過控制信號與控制開關連接，控制開關與微波開關控制電腦連接；所述頻譜儀控制電腦、轉臺控制電腦和微波開關控制電腦采用一臺電腦主機。本發明的有益效果是：本發明專利具有操作可視化，數據記錄方便、具有自定標功能，操作簡單以及易于野外操作等優點。

技術領域

本發明涉及無線電頻譜監測領域，適用于野外自動化無線電環境測量以及大型射電天文望遠鏡臺址堪選等領域。

背景技術

隨著電子技術的發展，射電天文設備逐步由數字化終端取代了原有的模擬終端。這樣大大提升射電天文觀測的效率，射電窗口以上幾乎整個無線電頻段都納入了射電天文觀測范疇。但隨著全社會信息化的飛速發展，越來越多的無線電頻段被使用，因此，無線電干擾(Radio Frequency Interference,RFI)越來越成為嚴重困擾射電天文觀測的因素，甚至對射電天文觀測帶來致命影響。無線電干擾主要在以下幾個方面影響射電天文觀測：

1.造成接收機飽和，如果RFI在觀測頻段上過強，超過模擬接收機任何一級元件的最大輸入電平就會造成接收機飽和。在該種情況下，射電接收機無法接收到任何天文信號；

2.由于模數轉換器(Analog to digital converter,ADC)的無雜散動態范圍(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)參數的存在，RFI過強時會導致假譜出現；

3.由于FFT算法自身的一些缺陷，RFI信號的頻譜會與通過窗函數和天文信號頻譜發生譜間干涉現象，最終形成假譜；并且會導致噪底不平坦，從而影響射電天文信號的相對定標；

4.多RFI通過在傳輸介質中的相互作用產生令人無法確定頻率的交調干擾，這種干擾非常難預料并很難通過傳統的方法濾除！

5.在接收機內部，混頻時(包括模擬和數字混頻兩種)RFI信號和本振信號產生的調制頻率，也很容易落到感興趣的射電天文觀測頻帶中，影響到正常的天文信號的恢復與分析。

干擾消除已經成為刻不容緩解決的重要問題。目前采用規避RFI的方法主要有以下幾種：

1.”棄”(blanking)，可以分為兩種，一是放棄RFI過強的頻段，帶來的好處是從模擬接收機至數字處理器均無干擾信號注入，二是放棄干擾較強時刻的觀測數據，特別是針對脈沖型的干擾(pulse-type signal)可以有效濾除；

2.“阻”(shielding)，通過在接收機鏈路上相應的無線電干擾頻點設置陷波器(notch filter)的辦法可以”阻擊”RFI，這樣做的好處是觀測帶寬損失較少，并且價格低廉，如果陷波器設置合理則有可能獲得“純凈”的頻段；

3.采用空間波束形成方法(spatial beam forming techniques)：包括后處理旁瓣干擾消除技術(post processing techniques sidelobe-beam nulling)和主動空間波束形成技術(adaptive beam-forming techniques)避開無線電干擾；

4.數字匹配濾波技術(digital matched filter techniques)，利用數字濾波器良好的性能，使濾波器趨近于維納解(wiener solution)可以達到很好的矩形系數，達到濾除無線電干擾的目的。

5.“躲”，選擇良好無線電環境的臺址。例如，FAST等一些大型的射電望遠鏡通過選擇優良的臺址并且采用無線電頻段保護實現了干擾的規避。這樣可以避開地面RFI；