[發(fā)明專利]基于動態(tài)延時(shí)補(bǔ)償?shù)闹夭蓸臃椒ā⒀b置和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811064698.8
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109286462B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒琳;蒿杰;宋亞芳;趙良田;呂志豐;范秋香;馮卉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04B7/06;H04B7/08;G06F13/16
• 代理公司: 北京瀚仁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;陳曉鵬

本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體提出一種基于動態(tài)延時(shí)補(bǔ)償?shù)闹夭蓸臃椒ā⒀b置和系統(tǒng)，重采樣裝置包括原始信號采集模塊、緩存陣列、寫控制器、讀控制器、重排模塊和通信模塊，原始信號采集模塊用于采集原始天線信號并將信號抽取為多路并行輸出；緩存陣列用于緩存信號；寫控制器用于控制信號寫入緩存陣列；讀控制器用于控制緩存陣列數(shù)據(jù)讀出；重排模塊用于緩存陣列輸出的多路并行信號重排；通信模塊用于更新待補(bǔ)償延時(shí)等參數(shù)。本發(fā)明通過動態(tài)延時(shí)補(bǔ)償，能夠?qū)崟r(shí)補(bǔ)償天線到接收機(jī)的傳輸延時(shí)差，不要求傳輸線纜等長，有益于機(jī)房布局布線，還能夠?qū)崟r(shí)補(bǔ)償觀測源到不同天線的傳輸延時(shí)差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整觀測方向，提高指向精度，增強(qiáng)觀測能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于動態(tài)延時(shí)補(bǔ)償?shù)闹夭蓸臃椒ā⒀b置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在射電天文科學(xué)觀測中，使用的望遠(yuǎn)鏡有兩種類型，一種是單天線射電望遠(yuǎn)鏡，另一種是干涉陣列望遠(yuǎn)鏡。其中，干涉陣列望遠(yuǎn)鏡由眾多小天線構(gòu)成，以獲得更廣的視場、更高精度的觀測。這些小天線按照一定的形狀布局。在合成指向精確的實(shí)時(shí)數(shù)字波束來進(jìn)行射電天文觀測時(shí)，必須對不同天線之間由于幾何位置產(chǎn)生的延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)信號的重采樣。

補(bǔ)償?shù)难訒r(shí)差可以由天線的位置以及觀測源的方向即波束方向確定，包括各個(gè)天線到接收機(jī)的傳輸延時(shí)差和觀測源到各個(gè)天線的傳輸延時(shí)差。現(xiàn)有技術(shù)中一般采用等長線纜，解決不同天線到接收機(jī)的距離差異導(dǎo)致的傳輸延時(shí)差。這種使用等長線纜的方法不利于機(jī)房布局布線，而且不經(jīng)濟(jì)。另外，一般只對準(zhǔn)天線正上方天區(qū)進(jìn)行巡天觀測，那么觀測源發(fā)出的信號可看作是同時(shí)到達(dá)各個(gè)天線。其缺點(diǎn)是無法同時(shí)觀測多個(gè)不同指向的天區(qū)，靈活性不足。所以，當(dāng)前的技術(shù)方案無法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的、靈活的、實(shí)時(shí)的延時(shí)補(bǔ)償，無法實(shí)時(shí)調(diào)整觀測波束方向，不能滿足射電天文科學(xué)觀測的現(xiàn)有需求。

因此，本領(lǐng)域需要一種新的基于動態(tài)延時(shí)補(bǔ)償?shù)闹夭蓸臃椒ā⒀b置和系統(tǒng)來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于動態(tài)延時(shí)補(bǔ)償?shù)闹夭蓸友b置，重采樣裝置包括原始信號采集模塊、緩存陣列、寫控制器、讀控制器、重排模塊和通信模塊，通信模塊分別與寫控制器和讀控制器通信連接，原始信號采集模塊、寫控制器、讀控制器和重排模塊分別與緩存陣列通信連接，其中，原始信號采集模塊用于原始天線信號的實(shí)時(shí)采集，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的信號采樣頻率和重采樣裝置的最高處理頻率，將實(shí)時(shí)采集到的信號抽取為多路并行輸出；緩存陣列用于緩存實(shí)時(shí)采集到的信號，緩存區(qū)數(shù)量由抽取的信號路數(shù)決定；寫控制器用于控制采集到的信號實(shí)時(shí)寫入緩存陣列；讀控制器用于控制緩存陣列中各個(gè)緩存區(qū)的數(shù)據(jù)讀出；重排模塊用于緩存陣列輸出的多路并行信號的重排；通信模塊用于更新待補(bǔ)償延時(shí)等參數(shù)。

此外，本發(fā)明還提供了一種重采樣系統(tǒng)，該重采樣系統(tǒng)包括上位機(jī)和至少兩個(gè)上述的重采樣裝置，其中，上位機(jī)與每個(gè)重采樣裝置通信連接。

另外，本發(fā)明又提供了一種上述重采樣系統(tǒng)的重采樣方法，該重采樣方法包括：原始信號采集模塊在重采樣裝置上電后，進(jìn)行信號采樣；通信模塊在接收到上位機(jī)下發(fā)的開始工作指令后，通知寫控制器同步觸發(fā)緩存陣列的寫操作；寫控制器在工作過程中，根據(jù)實(shí)時(shí)更新的待補(bǔ)償延時(shí)以及緩存陣列的讀操作完成情況，對緩存陣列的寫操作進(jìn)行復(fù)位；讀控制器根據(jù)實(shí)時(shí)更新的待補(bǔ)償延時(shí)以及緩存陣列的寫操作完成情況，同步觸發(fā)緩存陣列的讀操作；重排模塊根據(jù)待補(bǔ)償延時(shí)，對緩存陣列輸出的多路并行信號進(jìn)行重排，使得延時(shí)補(bǔ)償精度等于信號采樣周期。

在上述重采樣方法的優(yōu)選技術(shù)方案中，在“通知寫控制器同步觸發(fā)緩存陣列的寫操作”的步驟的同時(shí)，重采樣方法還包括：緩存陣列中各個(gè)緩存區(qū)從地址0開始連續(xù)寫入原始信號采集模塊的多路并行輸出。

在上述重采樣方法的優(yōu)選技術(shù)方案中，重采樣方法還包括：在寫操作地址為M/N+1時(shí)，觸發(fā)讀控制器進(jìn)行緩沖陣列的讀操作，其中，M為最大的待補(bǔ)償采樣周期數(shù)量，N為抽取倍數(shù)。