射电望远镜远场区域强干扰源规避方法研究

作     者：李欢 

作者单位：新疆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱春花

授予年度：2021年

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

主      题：射频干扰 远场区域 强干扰源 规避方法 

摘      要：近些年,由于各类大型射电望远镜的相继建设,以及在天文台址周围的各种干扰设备数量的不断增多,射频干扰对射电望远镜的危害越来越大,严重影响射电天文观测的有效进行。射电天文台址地面或空间存在一些强电磁干扰源(如航空通信、卫星导航与通信)致使望远镜接收机系统处于非线性,导致观测数据无效,降低了有效天文观测的成功进行。为了减少强电磁干扰对射电望远镜的影响,提高天文观测效率,本文提出了一种基于望远镜远场区域强干扰源规避方法。针对射电望远镜远场区域强电磁干扰源规避方法,主要进行如下的研究与分析:1)针对射电天文台址内外部的射频干扰进行了调研与分析。首先,分析了射电天文台址周围射频干扰源的信号特征。其次,根据我国射电天文业务的工作频率,介绍了在射电天文观测频段内,三种对观测影响较大的无线电业务的频率使用情况。最后,针对射电望远镜台址周围的射频干扰,介绍了三种目前比较典型的缓解措施。2)分析了强电磁干扰源规避方法研究中涉及到主要的关键技术问题。首先,针对射电望远镜台址外部电磁干扰来源,介绍了分别来自地面和空间的电波传播模型。其次,分析了天线远场方向图计算方法,并与ITU提出的模型进行对比,并提出天线增益量化方法。最后,分析了射电望远镜接收机微波器件作用,以及远场区域强电磁干扰对射电望远镜接收机微波器件的影响。3)基于上述关键技术分析,提出了一种关于射电望远镜远场区域内强干扰源规避算法。首先,通过仿真分析确定的射电望远镜远场方向图,结合望远镜与干扰源之间的位置关系,分析了强电磁干扰到达射电望远镜焦点处的功率响应,并依据接收机第二阶中频放大器性能参数,确定射电望远镜处于非饱和状态规避角度计算方法,其次,采用提出的规避方法,分析了民用飞机对射电望远镜的影响,计算了当射电望远镜主波束轴偏开民用飞机1.087°时,望远镜可正常工作,进而实现了强电磁干扰的规避。