[发明专利]目标射电源跟踪观测的数字接收装置、系统及方法

说明书

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及了一种目标射电源跟踪观测的数字接收装置、系统及方法，旨在解决现有技术无法实现综合孔径射电望远镜的数字接收系统对目标射电源的精确跟踪观测的问题。本发明包括：模数转换、多相滤波、快速傅立叶变换及相位补偿模块，对输入天线信号进行处理后输出目标射电源的频谱信号；还包括，标准时间获取模块获取标准时间戳；通信模块与上位机通讯；延时参数暂存模块存储待补偿延时参数；控制使能模块生成使能信号；延时模块进行延时；相位参数生成模块暂存待补偿延时参数并转换为相位补偿参数。本发明精确同步启动，待补偿参数实时更新与对齐，补偿随时间变化的延时差，实现对目标射电源准确与精确的跟踪观测。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及了一种目标射电源跟踪观测的数字接收装置、系统及方法。

背景技术

在射电天文科学观测中，综合孔径射电望远镜由含有多个天线的阵列构成，具有高空间分辨率和高灵敏度的特点。天线阵中各个天线可以对准目标射电源进行跟踪观测。目标射电源可以是人造天体，例如卫星，也可以是自然天体，例如太阳。位于内蒙明安图的日像仪，用于对太阳进行跟踪观测，研究和预报太阳爆发活动。太阳活动引起的太阳风暴能对近地空间产生剧烈扰动，严重威胁空间安全和航天、通讯、导航、电力网、国防等一系列高技术系统的运行。因此，针对综合孔径射电望远镜，研制对太阳等目标射电源进行跟踪观测的数字接收系统具有极其重要意义。

在对目标射电源进行跟踪观测过程中，天线阵需要对准目标射电源。由于地球的自转，不同时刻的目标射电源信号到两个天线间的延时差是不一样的。为了实现对目标射电源的精确跟踪观测，一方面要确定观测的初始位置，这就要求能够精确记录数字接收系统的启动时间并且获取相应时刻的补偿参数进行时延补偿；另一方面要保证跟踪精度，这就要求实时补偿随时间变化的延时差，而且时间变化的间隔需要达到秒级。这对数字接收系统是个巨大的挑战。

总的来说，现有技术还不能实现对目标射电源的精确跟踪观测，本领域还急需一种对目标射电源实现精确跟踪观测的系统。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术无法实现综合孔径射电望远镜的数字接收系统对目标射电源的精确跟踪观测的问题，本发明提供了一种目标射电源跟踪观测的数字接收装置，该数字接收装置包括模数转换模块、延时参数暂存模块、多相滤波模块、快速傅立叶变换模块、相位补偿模块、相位参数生成模块、标准时间获取模块、控制使能模块、通信模块、延时模块；

所述模数转换模块用于获取目标射电源的实时天线信号，并基于所述控制使能模块发送的更新使能获取所述延时参数暂存模块中对应时刻的待补偿延时参数以及结合读使能、写使能对天线信号进行等于采样周期整数倍的延时补偿后发送至所述多相滤波模块；

所述多相滤波模块用于对延时补偿后的天线信号进行多相滤波，并将滤波后的信号发送至所述快速傅立叶变换模块；

所述快速傅立叶变换模块用于对滤波后的天线信号进行快速傅立叶变换，并将变换后的频域信号发送至所述相位补偿模块；

所述相位补偿模块基于所述相位参数生成模块发送的相位补偿参数对变换后的频域信号进行小于采样周期的时延差导致的相位差异的补偿，并输出目标射电源跟踪观测的频谱信号；

所述标准时间获取模块用于获取标准时间服务器的时间戳并发送至所述控制使能模块；

所述通信模块用于上位机与所述延时参数暂存模块、控制使能模块、相位参数生成模块之间的通讯，将获取的上位机发送的控制指令发送至所述控制使能模块，将获取的上位机发送的当前待补偿参数发送至所述延时参数暂存模块、相位参数生成模块；

所述控制使能模块用于基于标准时间服务器的时间戳、上位机的控制指令生成读使能、写使能、更新使能，并发送至所述延时参数暂存模块、延时模块、模数转换模块；