[发明专利]基于真实信号发射的脉冲星探测的调校方法及系统

权利要求书

1.一种基于真实信号发射的脉冲星探测的调校方法，其特征在于，包括：

S1：发射脉冲星仿真信号；

S2：设置探测仪器的探测参数，并采集包含所述脉冲星仿真信号的时域数据；

S3：从采集到的时域数据中，搜索所述脉冲星仿真信号；

S4：若未搜索到所述脉冲星仿真信号，则调整所述脉冲星仿真信号的物理参数，所述物理参数包括周期、色散值、脉冲轮廓以及射电频谱，或调整所述探测仪器的观测参数，并重复步骤S1至S3；

S5：若搜索到所述脉冲星仿真信号，则调整所述脉冲星仿真信号的物理参数或发射功率，并重复步骤S1至S3，直至所述物理参数的极限值；

其中，所述脉冲星仿真信号通过以下子步骤S101～S106生成：

S101：设定脉冲星仿真信号的物理参数、所述射电频谱的频段以及采样间隔；

S102：根据所述周期、周期的数目以及采样间隔，生成多周期脉冲轮廓一维数组；

S103：生成功率谱符合所述脉冲星仿真信号的射电频谱的随机复数噪声一维数组；

S104：将所述多周期脉冲轮廓一维数组与随机复数噪声一维数组中的元素对应相乘，得到带限时域正交采样信号；

S105：根据所述色散值，计算所述带限时域正交采样信号经过星际介质的色散后的带限时域正交采样基带信号；

S106：以循环的方式，将所述带限时域正交采样基带信号构造为一个无限长的时间序列，得到所述脉冲星仿真信号。

2.根据权利要求1所述的调校方法，其特征在于，在第一次发射所述脉冲星仿真信号时，将发射功率设置为最大值，并将所述色散值设置为最小值，将所述周期设置为最大值，在成功搜索到第一次发射的脉冲星仿真信号之后，每次发射脉冲星仿真信号时，逐渐提高所述色散值，和/或减小所述周期，和/或降低所述发射功率，直至所述物理参数的极限值。

3.根据权利要求1所述的调校方法，其特征在于，所述探测参数包括时间分辨率、频率分辨率、信噪比探测阈值以及谐波强度比例要求。

4.根据权利要求1所述的调校方法，其特征在于，所述多周期脉冲轮廓一维数组的长度为m*p/dt，其中，m为所述周期的数目，p为所述周期的值，dt为所述采样间隔，所述多周期脉冲轮廓一维数组中的第i个元素的值等于prof((i-1)*dt/p)，i为[1,m*p/dt]范围内的正整数，所述prof是一个从实数集到非负实数集的无量纲一元标量周期函数，周期为1。

5.根据权利要求1所述的调校方法，其特征在于，所述随机复数噪声一维数组的长度与所述多周期脉冲轮廓一维数组的长度相同。

6.根据权利要求1所述的调校方法，其特征在于，通过以下公式计算所述带限时域正交采样信号经过星际介质的色散后的带限时域正交采样基带信号：

其中，

x′(t)为所述带限时域正交采样基带信号，x(t)为所述带限时域正交采样信号，代表正离散傅里叶变换，代表逆离散傅里叶变换，H为星际介质的传播函数，f₀为中心频率，f为实际频率与中心频率之差，k_DM＝2.41×10^-4sMHz²，DM为色散值，π为圆周率。

7.根据权利要求1所述的调校方法，其特征在于，通过PRESTO软件搜索所述脉冲星仿真信号，或者通过标准的非相干消色散算法进行消色散和周期折叠，搜索所述脉冲星仿真信号。

8.一种基于真实信号发射的脉冲星探测的调校系统，其特征在于，包括：

信号发射模块，用于发射脉冲星仿真信号；

探测模块，用于设置探测仪器的探测参数，并采集包含所述脉冲星仿真信号的时域数据；

搜索模块，用于从采集到的时域数据中，搜索所述脉冲星仿真信号；

参数调整模块，用于在没有搜索到所述脉冲星仿真信号的情况下，调整所述脉冲星仿真信号的物理参数，所述物理参数包括周期、色散值、脉冲轮廓以及射电频谱，或调整所述探测仪器的观测参数；以及在搜索到所述脉冲星仿真信号的情况下，调整所述脉冲星仿真信号的物理参数或发射功率，直至所述物理参数的极限值；

工作站，用于生成脉冲星仿真信号，所述生成脉冲星仿真信号包括：设定脉冲星仿真信号的物理参数，并基于所述物理参数计算出经过星际介质的色散后的带限时域正交采样基带信号；

所述信号发射模块包括：

无线电发射机，与所述工作站相连，用于根据所述带限时域正交采样基带信号，产生相应的电压信号；

射频功率放大器，与所述无线电发射机相连，用于对所述电压信号进行放大；以及

发射天线，与所述射频功率放大器相连，用于将放大后的电压信号发射到空间中，以发射所述脉冲星仿真信号。