Спектрально-селективная регистрация радиометрических сигналов с помощью многофункциональной системы

С. А. Гренков, Л. В. Федотов

Труды ИПА РАН, вып. 62, 3–9 (2022)

DOI: 10.32876/ApplAstron.62.3-9

Ключевые слова: радиотелескоп, система преобразования сигналов, цифровая обработка сигналов, радиометрическая спектрально-селективная регистрация сигналов

Аннотация

В настоящее время все радиотелескопы комплекса «Квазар-КВО» оснащаются новыми многофункциональными цифровыми системами преобразования сигналов. Работа каждого из каналов такой системы основана на цифровой обработке сигналов в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС). При этом в системе предусмотрено удаленное перепрограммирование таких микросхем, что дает возможность заменить любую аппаратуру, предназначенную для преобразования сигналов на радиотелескопе, и обеспечить регистрацию сигналов не только при РСДБ-, но также при радиометрических и спектральных наблюдениях. С этой целью была разработана специальная прошивка ПЛИС для реализации спектрально-селективного метода регистрации радиометрических сигналов, который обеспечивает высокую точность измерений даже при наличии помех. Она загружается в ПЛИС любого канала многофункциональной системы, в результате чего этот канал без изменения аппаратной части преобразуется в модуль радиометрической регистрации сигналов. В статье дано описание принципа действия спектрально-селективных радиометрических модулей на основе каналов многофункциональной системы, а также разработанного алгоритма и структуры конфигурации ПЛИС. Каждый такой модуль обеспечивает цифровую обработку сигналов с тактовой частотой дискретизации до 4096 МГц в полосе приема до 2 ГГц и позволяет с использованием разработанной прошивки ПЛИС выделять 32768 спектральных компонент с частотным разрешением до 15.625 кГц. В программном обеспечении и прошивке модуля реализованы не только цифровая регистрация и измерение мощности радиометрических сигналов с временем когерентного накопления до 600 с, но и анализ спектров сигналов, контроль характеристик сигнального тракта, а также обнаружение, анализ и исключение помех в сигнале. Многофункциональная система с разработанной прошивкой ПЛИС была испытана в обсерватории «Светлое» на радиотелескопе РТ-32. Для этого были проведены специальные радиометрические наблюдения, основные результаты которых приводятся в статье. Испытания показали возможность применения новой многофункциональной системы преобразования сигналов для радиометрической регистрации радиоастрономических сигналов и эффективность использования при этом спектральной селекции радиопомех. Разработанные прошивки ПЛИС для каналов многофункциональной системы будут использованы в опытных образцах, вводимых в эксплуатацию на радиотелескопах комплекса «Квазар-КВО».

Цитирование