CN108802503B - 太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法 - Google Patents

太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108802503B
CN108802503B CN201810819130.6A CN201810819130A CN108802503B CN 108802503 B CN108802503 B CN 108802503B CN 201810819130 A CN201810819130 A CN 201810819130A CN 108802503 B CN108802503 B CN 108802503B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
channel
data
amplitude
channels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201810819130.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108802503A (zh
Inventor
杜清府
李昕
程仁君
陈昌硕
张巧曼
张军蕊
冯仕伟
严发宝
陈耀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201810819130.6A priority Critical patent/CN108802503B/zh
Publication of CN108802503A publication Critical patent/CN108802503A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108802503B publication Critical patent/CN108802503B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
    • G01R29/0814—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
    • G01R29/0857—Dosimetry, i.e. measuring the time integral of radiation intensity; Level warning devices for personal safety use
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0892—Details related to signal analysis or treatment; presenting results, e.g. displays; measuring specific signal features other than field strength, e.g. polarisation, field modes, phase, envelope, maximum value

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法，接收变频卡各通道的数据，并转换成数字数据；分别将每个通道的数字数据进行FFT运算，得到每个通道的频域数据；测量变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差，计算每个频点的修正系数；利用修正系数对每个通道的各频点数据进行修正。本发明通过测量混频器各通道的幅频特性、相频特性的差异，FPGA将各频点的幅频和相频特性进行补偿，各通道的幅频特性和相频特性的非一致误差减小，在计算机上将各频点的幅频特性补偿为理想一致的曲线，提高太阳射电观测***的测量准确性。

Description

太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法
技术领域
本发明涉及数据补偿领域，具体涉及一种基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法。
背景技术
太阳射电辐射波长通常在分米-十米波段(频率MHz～GHz)。分米-十米波频段的太阳射电辐射的特点为高动态范围、信号随太阳活动随机会爆发出现，并在频谱上有着丰富的形态表现。有关信号均源自太阳活动所加速的高能电子，辐射机制有等离子体辐射、轫致、迴旋和脉泽辐射等机制，与耀斑-重联或日冕物质抛射-激波过程有关。国内、外建设了大量的观测站对太阳射电进行观测，图 1统计部分低频段观测站情况。
日本Tohoku大学于2010年研发的AMATERAS(Iwai et al.,2012)。 AMATERAS观测的频率范围为150-500MHz，时间和频率分辨率高达10ms和 61kHz，左右旋偏振信号。接收机将100-500MHz的左旋射电信号，用1050MHz 本振，由混频电路调整到550-950MHz，与右旋信号100-500MHz合成一路信号，使用一路AD进行数字化，得到太阳射电频谱。
中国科学院云南天文台，2011年采样11m抛物面天线建设太阳米波射电接收***，接收频率范围：70-700MHz，频率分辨率200KHz，时间分辨率最高为 2ms。接收机利用采样率为210Msps的AD9430进行AD转换，频谱仪单通道模拟信号带宽87.5MHz，8个通道700MHz带宽，每个信道前端采样低噪声放大器和滤波器对信号进行调理，然后通过2次变频后将信号调制到所需要的中频信号110-197.5MHz，共采用16个混频电路进行信号处理。
美国2004年建成的GBSRBS观测站，观测频率范围从10MHz到3000MHz，分为3个接收机来实现，10-80MHz采样LPDA天线；80-850MHz采用7米抛物面天线；800-3000MHz频段采用3米抛物面天线。这些接收机都需要变频部分，实现频率变换到ADC带宽范围内进行采集。
作者Du Q F采用2路1.25Gsps采样率、12bitADC采集卡，模拟带宽500MHz，实现对150-500MHz太阳射电信号观测频谱仪，不需要混频器，由于采用周期定量采集数据，造成高时间分辨率时，灵敏度降低。为此，作者Du Q F又设计一款更高指标太阳射电接收机，采用4路采样率为500Msps、14bitADC转换器，接收150-500MHz的2路太阳射电信号。每路信号分成150-325MHz和 325-500MHz两段，即350M带宽分为两个175M子信道。为了避免2倍频干扰和频段叠加干扰，通过变率卡把两个子信道搬移至875M中频，然后送至ADC 进行采集，抛物面天线信号流程框图如2所示，天线输出水平和垂直两路信号，分别经过低噪声放大器放大、滤波电路调理后，由混频电路卡电路将各路信号搬移到787.5-962.5MHz的中频段，分别由ADC转换成数字信号，再由FPGA 进行FFT运算，频域内进行极化合成左旋和右旋，以及其他处理。
虽然现在ADC高采样率越来越高，采集信号带宽也越来越大，但相对于需要观测的太阳射电信号带宽来说还是较小，变频电路是宽带接收机必须使用的电路。变频电路是模拟电路，各种器件参数具有分散性，以及电路设计的不对称性，对于信号在高频带宽处理过程中，每个通道的不同频点其幅频特性和相频特性均有差异，各通道之间幅频特性和相频特性也存在不一致性，这就会造成接收机产生很大误差，特别是通道差异性影响太阳射电圆极化合成输出的左旋和右旋信号大小变化，影响偏振特性参数测量的准确性。而偏振特性是太阳射电一个非常重要的参数，它与辐射机制密切相关，能直接反映辐射源区的等离子体参数和磁场的变化情况，能提供能量释放、粒子加速和磁场信息，并且，偏振还与电磁波的传输过程有关，如电磁波会受到日冕的折射、散射或因而发生模耦合而导致消偏振效应。由于各通道幅频特性和相频特性的不一致，接收机输出的左右旋信号出现很大误差，有的会对研究者造成南辕北辙的结果。可以通过筛选变频电路的元器件参数，修改电路设计，可以减小这些误差，但是完全克服误差达到通道间理想的一致也是困难的，并且成本会成倍增长。
综上所述，现有技术中对于变频电路的不对称性，对于信号在高频带宽处理过程中，每个通道的不同频点其幅频特性和相频特性均有差异，各通道之间幅频特性和相频特性也存在不一致性，这就会造成接收机产生很大误差，特别是通道差异性影响太阳射电圆极化合成输出的左旋和右旋信号大小变化，影响偏振特性参数测量的准确性的问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法，通过测量混频器各通道的幅频特性、相频特性的差异，FPGA将各频点的幅频和相频特性进行补偿，各通道的幅频特性和相频特性的非一致误差减小，在计算机上将各频点的幅频特性补偿为理想一致的曲线，提高太阳射电观测***的测量准确性。
本发明所采用的技术方案是：
本发明的第一目的是提供一种太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法，该方法包括以下步骤：
接收变频卡各通道的数据，并转换成数字数据；
分别将每个通道的数字数据进行FFT运算，得到每个通道的频域数据；
测量变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差，计算每个频点的修正系数；
利用修正系数对每个通道的各频点数据进行修正。
进一步的，所述变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差的测量方法为：
正弦信号源经过功分器分为两路等幅同相信号，分别输入变频卡的两个通道；
经过ADC转换器的两通道将两路等幅同相信号进行模数转换，得到时域信号；
对时域信号进行FFT运算，将两个通道的时域信号变换到频域信号，计算两通道数据之间的幅度比，得到通道间幅频特性的误差；计算两通道数据之间的角度差，得到通道间相频特性的误差。
进一步的，所述修正系数的计算方法为：
求取两个通道的频点数据之间的角度对应的余弦值和正弦值，并与两个通道的频点数据之间的幅度比相乘，分别得到修正系数的实部与虚部。
进一步的，所述对每个通道的各频点数据进行修正的方法为：
在频域内，将每个通道的各频点数据分别乘以相应的修正系数，得到补偿后的频点数据。
本发明的第二目的是提供一种实现如上所述的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法的***，该***包括变频卡、ADC转换器、计算机和FPGA；
所述ADC转换器与变频卡连接，被配置为：接收变频卡各通道的数据，并转换成数字数据，上传至FPGA；
所述FPGA，被配置为：分别将每个通道的数字数据进行FFT运算，得到每个通道的频域数据，并上传至计算机；接收计算机下发的修正系数，对每个通道的各频点数据进行修正；
所述计算机，被配置为测量变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差，计算每个频点的修正系数，并下发至FPGA。
进一步的，还包括功分器，正弦信号源经过功分器分为两路等幅同相信号，分别输入变频卡的两个通道；经过ADC转换器的两通道将两路等幅同相信号进行模数转换，将转换后的时域信号上传给FPGA；FPGA对时域信号进行FFT运算，将两个通道的时域信号变换到频域信号。
进一步的，所述计算机具体被配置为：计算两通道数据之间的幅度比，得到通道间幅频特性的误差；计算两通道数据之间的角度差，得到通道间相频特性的误差。
进一步的，所述FPGA还被配置为：在频域内，将每个通道的各频点数据分别乘以相应的修正系数，得到补偿后的频点数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过测量混频器各通道的幅频特性、相频特性的差异，FPGA 将各频点的幅频和相频特性进行补偿，各通道的幅频特性和相频特性的非一致误差减小，提高接收机的测量准确性，为后续的数字极化合成等正确运算，得到正确的左右旋的测量结果，确保极化合成的准确度；
(2)本发明将接收机接收到的太阳射电信号，经过不同通道变频后，利用FPGA对其进行FFT运算，在频域内对每个通道的各频点数据分别乘以修正系数，降低或消除通道间不一致性的误差，得到满意的结果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是部分低频段观测站情况统计图；
图2是抛物面天线信号流程框图；
图3是基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***结构框图；
图4是基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法中补充参数测量方法原理图；
图5(a)是幅频特性图；
图5(b)是相频特性图；
图6是复频域补偿原理框图；
图7是极化合成器示意图；
图8是复数和运算示意图；
图9是相同相位复数相加示意图；
图10是相同相位复数相减示意图；
图11是补偿前后幅频特性对比曲线图；
图12是补偿前后AB通道相位差曲线图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
抛物面天线信号流程框图如图2可知，对于水平天线信号H(150-500MHz)，通过变频器将150-325MHz转换为H1(787.5-962.5MHz)，325-500MHz频段转换为H2(787.5-962.5MHz)；同理，通过变频器将垂直天线信号V也转换成V1 和V2。通过实际测量发现通道间有很大差异，其幅频特性如图5(a)所示，相频特性如图5(b)所示。对两路输入相同信号，其中，幅频特性为两路信号幅值比值，相频特性为两路相位差。由此可以看出，2个通道之间的幅频特性之差最大值超过5dB，而整个频段最大与最小之间可以相差6dB；而相位差最大约为 50°，整个频段相位波动也比较大。
在之后对信号进行极化合成，低频段天线阵要对各路信号进行波束合成运算，各通道信号幅频特性和相频特性的差异误差，严重影响到这些运算。如果接收机采样模拟极化合成器，通道之间差异也会影响左右旋数据变化，产生误差。采用模拟电路设计方法，主要是挑选一致性好元器件，及重新设计和优化电路，现有的变频电路将作废，而重新设计的电路也同样会存在该问题，误差可能变小，不一致误差仍然会存在，而在频段内的各频点误差也不能消除。
如何进行补偿运算克服其误差，若采用计算机软件对后续数据进行处理，显然不能达到实时处理的要求，且数据量非常庞大。***采用速率较为500Msps，如上述4个通道ADC，每个样点14位，则上传到计算机数据量，大约是4GB/S，庞大的数据，一般计算机是没有办法实时处理。
太阳射电数字接收机观测频段带宽通常较宽，ADC采样带宽相对较窄，需要变频将太阳射电信号分段送给ADC进行转换成数字量进行处理，而多通道变频电路存在不一致性，就造成通道间幅频特性和相频特性的误差，影响接收机测量结果。
因此，本申请提出了一种基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法，采用FPGA对各通道的太阳射电信号不一致误差进行实时补偿。
实施例1：
本申请的一种典型的实施方式中，如图3所示，提供了一种基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***，该***包括变频卡、ADC转换器、计算机和FPGA。
所述ADC转换器与变频卡连接，被配置为：接收变频卡各通道的数据，并转换成数字数据，上传至FPGA。
所述FPGA，被配置为：分别将每个通道的数字数据进行FFT运算，得到每个通道的频域数据，并上传至计算机；接收计算机下发的修正系数，对每个通道的各频点数据进行修正。
所述计算机，被配置为测量变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差，计算每个频点的修正系数，并下发至FPGA。
本实施例中，所述基于FPGA的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***还包括功分器，正弦信号源经过功分器分为两路等幅同相信号，分别输入变频卡的两个通道；经过ADC转换器的两通道将两路等幅同相信号进行模数转换，将转换后的时域信号上传给FPGA；FPGA对接收到的时域信号进行FFT运算，将两个通道的时域信号变换到频域信号。
具体地，所述计算机被配置为：计算两通道数据之间的幅度比，得到通道间幅频特性的误差；计算两通道数据之间的角度差，得到通道间相频特性的误差。
进一步的，所述FPGA还被配置为：在频域内，将每个通道的各频点数据分别乘以相应的修正系数，得到补偿后的频点数据。
所述ADC转换器和FPGA集成设置在高速数据采集卡上，在采集卡中，同一频段的不同通道信号是用一个AD进行采集的，这样就保证了输入端信号时间上的同步，确保ADC不再产生相位误差，在后续进行操作的同时，能够保证每帧进行补偿和极化的数据都是同一时间不同通道输入的，这点在保证补偿的同步性和准确性上尤为重要。
实施例2：
本申请的另一种典型实施方式，如图4所示，提供了一种太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：ADC转换器接收变频卡各通道的数据，并转换成数字数据。
步骤2：FPGA分别将每个通道的数字数据进行FFT运算，得到每个通道的频域数据。
在板卡内部FPGA进行FFT运算，将时域信号变换到频域信号。
步骤3：测量变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差；计算每个频点的修正系数。
所述变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差的测量方法为：
正弦信号源经过功分器成为两路完全相同的信号，分别输入变频卡的2个通道，利用同一AD的两通道进行模数转换，将AD转换的时域数据直接上传给FPGA，在板卡内部FPGA进行FFT运算，将时域信号变换到频域，变换完成后每个通道的数据采用复数R+Ij方式表示，其复频域模、相角和复数为：
Figure BDA0001740967660000101
Figure BDA0001740967660000102
Figure BDA0001740967660000103
那么两通道数据之间的幅度比反映了通道间幅频的差异，幅度比为1时，两个通道幅频特性一致；两个通道数据间角度差为通道间相位偏差，为0时，两通道间不存在相位误差。
本发明通过计算两通道数据之间的幅度比，得到通道间幅频特性的误差；计算两通道数据之间的角度差，得到通道间相频特性的误差。
具体地，假设A通道复频域信号SA，其相位角度为
Figure BDA0001740967660000104
幅度为rA；B通道复频域信号SB，相位角度为
Figure BDA0001740967660000105
幅度为rB。那么A通道与B通道复频域信号可以表示为：
Figure BDA0001740967660000106
B通道除以A通道可得频点的修正系数ΔSBA为：
Figure BDA0001740967660000107
Figure BDA0001740967660000111
Figure BDA0001740967660000112
步骤4：FPGA利用修正系数对每个通道的各频点数据进行修正。
具体地，补偿修正后的SB为：
SB＝SA*(RΔ+IΔj) (8)
通过式(8)可以发现，将A乘一个复数，使A补偿成为B，补偿后，两个通道复数的幅度比值理论为1，B与A的相位差为0。至此变频卡由硬件信号传输通道引入的幅频和相频特性误差得以补偿，其实现逻辑框图如图6所示。
本发明提供了一种太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法，通过高速AD采样得到的数字信号通过数字下变频转移到基带，随后输入快速傅里叶变换模块进行32K点FFT运算；得到两路复频域数据，分别乘以补偿参数，两路信号补偿一致后，再进行极化合成，确保极化合成的准确度，补偿的精度取决于补正参数的精度，补正参数精度越高，两输入信号通道补偿后一致程度就越高，极化合成运算的准确性才能越好。
实施例3：
下面列举一个对本发明提出的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法性能测试实例。
采集板卡中AD转换后，进行FFT运算后变换成频域数据，需有再对每一个频点进行圆极化合成运算，极化合成原理如图7所示。圆极化波可由两正交且具有90度相位差的分量合成产生，根据矢量端点旋转方向的不同，圆极化信号可以是左旋信号，也可以是右旋信号。即A通道的复数加上B通道复数乘以90，为左极化输出；同样，B通道的复数加上A通道复数乘以90，为右极化输出。最后将左右圆极化复数的模输出到计算机。如果A、B通道经过变频卡产生幅频特性和相频特性的变化，致使两个通道AB不一致，会影响极化合成的结果，产生很大的误差。
为了验证上述太阳射电观测***多通道变频的数据补偿的正确性，按照图4 对两个通道输入相同0dBm信号，调整后面的极化合成的系数，分别让2个通道复数进行相加和相减运算。AB两个复数加法运算，为：
Figure BDA0001740967660000121
显示于复频域如图8所示。
A和B代表加入补偿系数之前两通道的信号强度与角度在复频域上相加运算的关系，AB是补偿前两路信号直接相加和的信号，可以看出，在未经过补偿之前，两输入信号因为相位差的关系，只能遵循矢量相加方法，其和的模小于两路信号模的和，不能完成信号强度的直接加减操作，因此，变频卡的相位差极大的影响着极化合成运算结果的正确性。当加入补偿参数之后，被补偿的信号A变为了与B同幅同相的信号，此时，相加合成信号的幅度为单通道幅度的两倍，如图9所示；相减合成信号的幅度关系应为零，如图10所示。
其计算过程分别由下式求得：
Figure BDA0001740967660000122
Figure BDA0001740967660000123
依据上述，两个通道输入0dBm相同信号，将信号补偿至幅度相同的情况下，可以通过观察相加和相减合成之后信号幅度的变化来评估补偿准确程度。补偿前后两个通道信号差的强度对比实验结果部分频点如表1所示。可以看出只有在变频卡两个频段衔接处310MHz附件补偿后衰减11dBm，其他频点都衰减 20dBm以上，160MHz本身就已经很小了，再降低10dBm左右，说明补偿后变频卡造成的两个通道不一致误差明显变小。
表1两路信号差强度对比
Figure BDA0001740967660000131
整个频段补偿处理前、后幅频特性如图11所示，显示补偿前测得的各频点 0dbm输入A、B信号强度以及A通道补偿后测得信号强度；可以看出补偿之前 A通道和B通道强度差距较大，补偿后能达到近似相等。补偿前后A、B通道功率比变化，在经过补偿后强度之比在1左右波动，基本能够达到一致的强度，同样说明问题。
补偿前后相角变化如图12所示，上图是利用反向合成原理之后测得的合成强度，计算出相位补偿后两路信号相位偏差。理论上来讲，在信号强度一致的情况下，A通道与B通道补偿成同一相位后反向合成得到的信号强度应非常微弱。在图中显示的角度变化中，在输入同向信号情况下，补偿之前A通道与B 通道之间的相角差为上面曲线，最大角度差能够达到70度；补偿之后A通道与 B通道之间的相位差为下面曲线，可以看到，相位差小于12度，相位补偿效果明显。
由于变频电路通道间存在幅频特性和相频特性的误差，影响接收机对太阳射电信号观测结果，本发明将各通道数据分别进行FFT运算，得到各通道的频域信号，利用FPGA对每个频道的各频点数值进行实时修正，即乘以一个复数参数，降低通道间幅频特性和相频特性的误差，实验数据得到满意的结果，为后续的数字极化合成等正确运算，得到正确的左右旋的测量结果。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收变频卡各通道的数据，并转换成数字数据；
分别将每个通道的数字数据进行FFT运算，得到每个通道的频域数据；
测量变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差，计算每个频点的修正系数；
利用修正系数对每个通道的各频点数据进行修正；
所述变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差的测量方法为：
正弦信号源经过功分器分为两路等幅同相信号，分别输入变频卡的两个通道；
经过ADC转换器的两通道将两路等幅同相信号进行模数转换，得到时域信号；
对时域信号进行FFT运算，将两个通道的时域信号变换到频域信号，计算两通道数据之间的幅度比，得到通道间幅频特性的误差；计算两通道数据之间的角度差，得到通道间相频特性的误差。
2.根据权利要求1所述的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法，其特征在于，所述修正系数的计算方法为：
求取两个通道的频点数据之间的角度对应的余弦值和正弦值，并与两个通道的频点数据之间的幅度比相乘，分别得到修正系数的实部与虚部。
3.根据权利要求1所述的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法，其特征在于，所述对每个通道的各频点数据进行修正的方法为：
在频域内，将每个通道的各频点数据分别乘以相应的修正系数，得到补偿后的频点数据。
4.一种实现权利要求1所述的太阳射电观测***多通道变频的数据补偿方法的***，其特征在于，包括变频卡、ADC转换器、计算机和FPGA；
所述ADC转换器与变频卡连接，被配置为：接收变频卡各通道的数据，并转换成数字数据，上传至FPGA；
所述FPGA，被配置为：分别将每个通道的数字数据进行FFT运算，得到每个通道的频域数据，并上传至计算机；接收计算机下发的修正系数，对每个通道的各频点数据进行修正；
所述计算机，被配置为测量变频卡的各通道之间的幅频特性和相频特性的误差，计算每个频点的修正系数，并下发至FPGA。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，还包括功分器，正弦信号源经过功分器分为两路等幅同相信号，分别输入变频卡的两个通道；经过ADC转换器的两通道将两路等幅同相信号进行模数转换，将转换后的时域信号上传给FPGA；FPGA对时域信号进行FFT运算，将两个通道的时域信号变换到频域信号。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述计算机具体被配置为：计算两通道数据之间的幅度比，得到通道间幅频特性的误差；计算两通道数据之间的角度差，得到通道间相频特性的误差。
7.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述FPGA还被配置为：在频域内，将每个通道的各频点数据分别乘以相应的修正系数，得到补偿后的频点数据。
CN201810819130.6A 2018-07-24 2018-07-24 太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法 Expired - Fee Related CN108802503B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810819130.6A CN108802503B (zh) 2018-07-24 2018-07-24 太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810819130.6A CN108802503B (zh) 2018-07-24 2018-07-24 太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108802503A CN108802503A (zh) 2018-11-13
CN108802503B true CN108802503B (zh) 2020-09-18

Family

ID=64077946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810819130.6A Expired - Fee Related CN108802503B (zh) 2018-07-24 2018-07-24 太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108802503B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112583497A (zh) * 2020-12-16 2021-03-30 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种基于实数单音信号的相位测量装置及方法
CN113030596B (zh) * 2021-04-19 2022-05-31 山东大学 一种太阳射电观测仪器、***及方法
CN113156222B (zh) * 2021-04-21 2022-05-31 山东大学 一种vhf观测***、阵列单机***及方法
CN113783637B (zh) * 2021-09-16 2023-05-23 中国科学院新疆天文台 一种边带分离的射电天文信号接收装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011058814A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Japan Weather Association 日射量予測装置、方法及びプログラム
CN103728016A (zh) * 2014-01-09 2014-04-16 成都信息工程学院 基于光电原理的太阳辐射观测装置及其实现方法
CN104991120A (zh) * 2015-08-04 2015-10-21 中国科学院新疆天文台 一种相对实时的电波环境测试方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7714665B2 (en) * 2006-02-16 2010-05-11 Texas Instruments Incorporated Harmonic characterization and correction of device mismatch
CN102394679B (zh) * 2011-09-29 2014-07-02 西安空间无线电技术研究所 一种星载多波束天线***发射通道实时校准***和方法
CN102544771B (zh) * 2012-02-26 2013-10-30 中国电子科技集团公司第十研究所 多信道数字抗干扰天线***的全面实时校准方法
US9389631B2 (en) * 2012-05-30 2016-07-12 General Electric Company System and method for reactive power compensation
CN103986484B (zh) * 2014-05-15 2017-02-15 中国电子科技集团公司第四十一研究所 宽带中频信号幅度不平衡补偿方法
CN104316913B (zh) * 2014-11-13 2018-03-06 中国科学院电子学研究所 多通道接收机实时校准装置及校准与误差补偿方法
CN107528643B (zh) * 2017-09-04 2020-11-24 中国计量大学 一种多通道发射机及其通道一致性误差自动补偿方法
CN107809293A (zh) * 2017-10-09 2018-03-16 武汉滨湖电子有限责任公司 一种接收通道多通道相位与幅度校正装置和校正方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011058814A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Japan Weather Association 日射量予測装置、方法及びプログラム
CN103728016A (zh) * 2014-01-09 2014-04-16 成都信息工程学院 基于光电原理的太阳辐射观测装置及其实现方法
CN104991120A (zh) * 2015-08-04 2015-10-21 中国科学院新疆天文台 一种相对实时的电波环境测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
精确时延补偿的自适应旁瓣相消射电抗干扰方法研究;黄达 等;《天文研究与技术》;20160731;第13卷(第3期);正文第284至291段 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108802503A (zh) 2018-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108802503B (zh) 太阳射电观测***多通道变频的数据补偿***及方法
Kerdraon et al. The nançay radioheliograph
CN104316913A (zh) 多通道接收机实时校准装置及校准与误差补偿方法
CN106169654B (zh) 一种宽带有源多波束天线***
CN109412628B (zh) 一种x波段宽带多波束数字接收***及其信号处理方法
CN113965217B (zh) 一种双通道、单通道s/c/x三波段宽带单比特数字测频接收机
CN105656834A (zh) 一种新型宽带接收机iq通道失配的数字校正方法
Pulipati et al. A direct-conversion digital beamforming array receiver with 800 MHz channel bandwidth at 28 GHz using Xilinx RF SoC
CN107329127A (zh) 一种用于雷达***dbf功能检测的相位线性分析方法及***
CN111537969A (zh) 一种宽带瞬时频率测量与跟踪装置
CN104009775B (zh) 信号干扰的处理方法及装置
CN101308175A (zh) 相位谱分析仪
Gao et al. An adaptive calibration technique of timing skew mismatch in time-interleaved analog-to-digital converters
CN109470936B (zh) 基于有源正交混频器的KIDs探测器噪声测试电路及测试方法
CN112702237B (zh) 实现针对mimo通信***通道间时延和相位差进行计算测量的方法
CN114826442A (zh) 相位校准方法、相关装置及设备
CN109617633B (zh) 一种毫米波衰减测量***及方法
CN217181205U (zh) 一种宽带dbf侦察通道校准***
CN113765559B (zh) 一种dbf相控阵天线的校正方法及***
CN110954881B (zh) 一种用于雷达和差通道的延时修正***及方法
Li et al. A 10.4-Gs/s high-resolution wideband radar sampling system based on TIADC technique
Marinho et al. Application of digital beamforming to software defined radio 5G/radar systems
Zeng et al. Wideband signal transceiver module with a Doppler shift function
Fan et al. Design and experimental verification of the digital array calibration
CN204741461U (zh) 两路同源射频信号的幅度相位比值测试装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200918

Termination date: 20210724