[发明专利]射电天文接收机的信号平坦度补偿方法及射电天文接收机

说明书

本公开公开了射电天文接收机的信号平坦度补偿方法及射电天文接收机，包括：射电天文接收机接收信号源产生的射频信号；对射频信号依次进行放大滤波处理和数字化处理，得到处理后的信号；对数字化处理后的信号消除稳定不平坦影响，减少随机不平坦影响，进而实现射电天文接收机对信号平坦度的补偿。针对太阳射电观测系统对于相同功率不同频率的信号响应差别较大，提出一种基于后端软件实时补偿的信号平坦度补偿方法，专门解决太阳射电观测系统的信号不平坦问题。

技术领域

本公开涉及信号平坦度补偿技术领域，特别是涉及射电天文接收机的信号平坦度补偿方法及射电天文接收机。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

太阳射电观测系统是研究太阳射电必不可少的仪器设备，其中宽频带太阳射电观测系统是太阳射电观测系统的重要组成部分，随着科学技术的进步，宽频带太阳射电观测系统观测的带宽已经可达几GHz，宽带宽的太阳射电观测系统能够观测射电现象在不同频率内的变化规律，但不可避免的由于模拟前端对于接收到的信号响应不一致，就会导致即便是相同功率大小的信号，因频率不同经系统处理后表现出的功率却不同，导致系统测量结果失真，也不利于后续数据处理。这就需要通过一定方法来补偿信号的平坦度。

目前的数字接收机的平坦度补偿在通讯技术领域研究广泛，但还存在着平坦度补偿带宽较窄，平坦度补偿方式较复杂，平坦度补偿方法不适用于射电望远镜系统应用的缺点。目前信号平坦度补偿方法有数字域设计复系数的FIR滤波器和拟合系统增益再数字滤波器补偿的方法。

一种收发信机的增益平坦度补偿方法(CN 105591656 B)本公开公开了一种收发信机的增益平坦度补偿方法。所述接收机的增益平坦度补偿方法，包括以下步骤，a.首先将ADC接收到的信号转换为零中频的IQ信号；b.信号发生器以fs/N的频率间隔发送单音信号，在数字域计算出每个频率点的功率Pn；其中fs为数字信号的采样频率，N取值为2的整数次方；c.以中心频率点的功率为基准，计算整个fs带宽内的增益平坦度，得到序列Pn′；d.对Pn′增加相位信息构造一个N点的复数序列Xn；e.对Xn进行N点的IFFT运算，得到结果Yn；f.在数字域构造一个N阶复数FIR滤波器，以Yn作为FIR滤波器的系数，对IQ信号进行滤波运算，其结果就是增益平坦度补偿后的接收数据。与现有技术相比，该方法能准确地补偿收发信机的增益平坦度，通过软件控制信号发生器和频谱分析仪，仅需一次测试即可自动完成增益平坦度的补偿，简单方便。

一种接收通道宽带补偿校准方法(CN 103841066 B)本公开公开了一种接收通道宽带补偿校准方法，通过信号源端产生满足要求的信号，送入需要补偿校准的接收机，接收机接收到该信号后，得到幅度失真和相位线性失真数据，从而进行反向补偿。本公开通过补偿算法，在基带内的FIR滤波器进行通道失真补偿修正，确保了通道内的幅度平坦度在0.05dB以内，相位线性度失真在0.1度以内。相对于现有技术，本公开校准精度高，对接收的群延时不要求、不敏感。

在实现本公开的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题：

当前的接收机信号平坦度的补偿都围绕于设计特定的FIR滤波器来补偿幅值和相位信息，但没有解决在宽带宽，特别是带宽在GHz范围内的接收机方便快速的补偿幅值不平坦的问题。目前通过设计FIR滤波器的方法需要测试每个频率点的功率，然后还要进行IFFT变换，在频率点非常多也就是带宽较宽时，计算量也会随之增多。另外，根据射电天文的特殊应用背景，目前平坦度补偿方法不能满足实时观测处理的高要求。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了射电天文接收机的信号平坦度补偿方法及射电天文接收机；针对太阳射电观测系统对于相同功率不同频率的信号响应差别较大，提出一种基于后端软件实时补偿的信号平坦度补偿方法，专门解决太阳射电观测系统的信号不平坦问题。

第一方面，本公开提供了射电天文接收机的信号平坦度补偿方法；