Библиотека · ИПА РАН

Публикации

Поиск

Регистрация радиоизлучения в спектральных линиях на основе многофункциональной цифровой системы преобразования сигналов

С. А. Гренков, И. А. Рахимов, Л. В. Федотов

Труды ИПА РАН, вып. 66, 11–17 (2023)

Ключевые слова: радиотелескоп, система преобразования сигналов, цифровая обработка сигналов, спектрометрическая регистрация сигналов

Информация о статье Текст статьи

Аннотация

Начиная с 2006 г. в обсерватории «Светлое» проводятся наблюдения радиоизлучений в спектральных линиях гидроксила и воды. При этом для регистрации спектров сигналов использовались макетные образцы различной аппаратуры, в том числе основанной на методе калибровки спектров, разработанном в ИПА РАН специально для цифровых спектрометров. В настоящее время все радиотелескопы комплекса «Квазар-КВО» оснащаются новыми многофункциональными цифровыми системами преобразования сигналов (МСПС). На радиотелескопе РТ-32 в обсерватории «Светлое» уже установлена МСПС, которая обеспечивает цифровую обработку сигналов промежуточных частот радиотелескопа в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). МСПС может заменить любую систему, отвечающую за преобразование сигналов на радиотелескопе, и за счёт загрузки специализированных прошивок ПЛИС обеспечивает регистрацию сигналов не только при РСДБ-, но также при радиометрических и спектральных наблюдениях. Для спектрометрических наблюдений разработаны прошивки ПЛИС с разными полосами регистрации для обеспечения наблюдений мазерных радиоизлучений гидроксила (18 см) и воды (1.35 см). В статье дано описание принципа действия спектрометрических 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 разработанных прошивок ПЛИС выделять 32768 спектральных компонент с частотным разрешением до ≈ 61.035 Гц. В программном обеспечении (ПО) и прошивке модуля реализованы цифровая регистрация и измерение мощности радиометрических сигналов, анализ спектров сигналов, а также обнаружение, анализ и исключение помех из спектра сигнала. Многофункциональная система с разработанными прошивками ПЛИС и ПО были испытаны в обсерватории «Светлое» на радиотелескопе РТ-32. Для этого были проведены специальные спектрометрические наблюдения с параллельным использованием МСПС и штатного спектрометра на базе каналов системы преобразования сигналов Р1002М, основные результаты которых приводятся в статье. Испытания показали эффективность применения новой многофункциональной системы преобразования сигналов для спектрометрической регистрации радиоастрономических сигналов. Разработанные прошивки ПЛИС для каналов многофункциональной системы будут использованы в опытных образцах, вводимых в эксплуатацию на радиотелескопах комплекса «Квазар-КВО».

Цитирование

Текст

Бибтех

RIS

С. А. Гренков, И. А. Рахимов, Л. В. Федотов. Регистрация радиоизлучения в спектральных линиях на основе многофункциональной цифровой системы преобразования сигналов // Труды ИПА РАН. — 2023. — Вып. 66. — С. 11–17.

@article{grenkov2023,
  abstract = {Начиная с 2006 г. в обсерватории «Светлое» проводятся наблюдения радиоизлучений в спектральных линиях гидроксила и воды. При этом для регистрации спектров сигналов использовались макетные образцы различной аппаратуры, в том числе основанной на методе калибровки спектров, разработанном в ИПА РАН специально для цифровых спектрометров. В настоящее время все радиотелескопы комплекса «Квазар-КВО» оснащаются новыми многофункциональными цифровыми системами преобразования сигналов (МСПС). На радиотелескопе РТ-32 в обсерватории «Светлое» уже установлена МСПС, которая обеспечивает цифровую обработку сигналов промежуточных частот радиотелескопа в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). МСПС может заменить любую систему, отвечающую за преобразование сигналов на радиотелескопе, и за счёт загрузки специализированных прошивок ПЛИС обеспечивает регистрацию сигналов не только при РСДБ-, но также при радиометрических и спектральных наблюдениях. Для спектрометрических наблюдений разработаны прошивки ПЛИС с разными полосами регистрации для обеспечения наблюдений мазерных радиоизлучений гидроксила (18 см) и воды (1.35 см). 
В статье дано описание принципа действия спектрометрических 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 разработанных прошивок ПЛИС выделять 32768 спектральных компонент с частотным разрешением до ≈ 61.035 Гц. В программном обеспечении (ПО) и прошивке модуля реализованы цифровая регистрация и измерение мощности радиометрических сигналов, анализ спектров сигналов, а также обнаружение, анализ и исключение помех из спектра сигнала. Многофункциональная система с разработанными прошивками ПЛИС и ПО были испытаны в обсерватории «Светлое» на радиотелескопе РТ-32. Для этого были проведены специальные спектрометрические наблюдения с параллельным использованием МСПС и штатного спектрометра на базе каналов системы преобразования сигналов Р1002М, основные результаты которых приводятся в статье. Испытания показали эффективность применения новой многофункциональной системы преобразования сигналов для спектрометрической регистрации радиоастрономических сигналов.
Разработанные прошивки ПЛИС для каналов многофункциональной системы будут использованы в опытных образцах, вводимых в эксплуатацию на радиотелескопах комплекса «Квазар-КВО».},
  author = {С.~А. Гренков and И.~А. Рахимов and Л.~В. Федотов},
  doi = {10.32876/ApplAstron.66.11-17},
  issue = {66},
  journal = {Труды ИПА РАН},
  keyword = {радиотелескоп, система преобразования сигналов, цифровая обработка сигналов, спектрометрическая регистрация сигналов},
  note = {russian},
  pages = {11--17},
  title = {Регистрация радиоизлучения в спектральных линиях на основе многофункциональной цифровой системы преобразования сигналов},
  url = {http://iaaras.ru/library/paper/2159/},
  year = {2023}
}

TY  - JOUR
TI  - Регистрация радиоизлучения в спектральных линиях на основе многофункциональной цифровой системы преобразования сигналов
AU  - Гренков, С. А.
AU  - Рахимов, И. А.
AU  - Федотов, Л. В.
PY  - 2023
T2  - Труды ИПА РАН
IS  - 66
SP  - 11
AB  - Начиная с 2006 г. в обсерватории «Светлое» проводятся наблюдения
радиоизлучений в спектральных линиях гидроксила и воды. При этом для
регистрации спектров сигналов использовались макетные образцы
различной аппаратуры, в том числе основанной на методе калибровки
спектров, разработанном в ИПА РАН специально для цифровых
спектрометров. В настоящее время все радиотелескопы комплекса
«Квазар-КВО» оснащаются новыми многофункциональными цифровыми
системами преобразования сигналов (МСПС). На радиотелескопе РТ-32 в
обсерватории «Светлое» уже установлена МСПС, которая обеспечивает
цифровую обработку сигналов промежуточных частот радиотелескопа в
программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). МСПС может
заменить любую систему, отвечающую за преобразование сигналов на
радиотелескопе, и за счёт загрузки специализированных прошивок ПЛИС
обеспечивает регистрацию сигналов не только при РСДБ-, но также при
радиометрических и спектральных наблюдениях. Для спектрометрических
наблюдений разработаны прошивки ПЛИС с разными полосами регистрации
для обеспечения наблюдений мазерных радиоизлучений гидроксила (18 см)
и воды (1.35 см).   В статье дано описание принципа действия
спектрометрических 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 разработанных прошивок ПЛИС выделять
32768 спектральных компонент с частотным разрешением до ≈ 61.035 Гц.
В программном обеспечении (ПО) и прошивке модуля реализованы цифровая
регистрация и измерение мощности радиометрических сигналов, анализ
спектров сигналов, а также обнаружение, анализ и исключение помех из
спектра сигнала. Многофункциональная система с разработанными
прошивками ПЛИС и ПО были испытаны в обсерватории «Светлое» на
радиотелескопе РТ-32. Для этого были проведены специальные
спектрометрические наблюдения с параллельным использованием МСПС и
штатного спектрометра на базе каналов системы преобразования сигналов
Р1002М, основные результаты которых приводятся в статье. Испытания
показали эффективность применения новой многофункциональной системы
преобразования сигналов для спектрометрической регистрации
радиоастрономических сигналов.  Разработанные прошивки ПЛИС для
каналов многофункциональной системы будут использованы в опытных
образцах, вводимых в эксплуатацию на радиотелескопах комплекса
«Квазар-КВО».
DO  - 10.32876/ApplAstron.66.11-17
UR  - http://iaaras.ru/library/paper/2159/
ER  -