Algorithms of multi frequency radiometry in the conditions of broadband interference
Вантажиться...
Дата
2018
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
The development of digital technologies
for multi-frequency signal reception in the low-frequency
range creates the prerequisites for the application of optimal
algorithms for real-time beamforming without changing
the aperture of the radio telescope antenna.
In the present paper, a model of the system based on
multiplicative processing (MP) is considered and investigated.
The system consists of two antenna arrays, the signals
from the outputs of which pass through the narrowband
filters of receiving devices. After filtration, they undergo
MP and weighted summation. Next, we consider an
algorithm for the formation of a narrow beam of the antenna
pattern (AP) of a multi-frequency radio interferometer
based on the well-known cosinusoid summation method.
Its meaning lies in summing up the results of multiplicative
processing of signals from the outputs of several
spatially separated different scales bases. In work, using
MP, a method is proposed for reducing the width of the
main lobe of AP on one base by receiving signals at several
frequencies. The further development of the method is
associated with the optimization of the AP in multifrequency
MP, which leads to the possibility of lowering
the side-lobe levels by weighing the signals from the outputs
of the MP channels. For this purpose, for the sum of
odd cosine waves, it is necessary to determine the weighting
factors that ensure the minimum root-mean-square
level of side lobes in a given zone of AP suppression. As a
result of MP processing, we obtain a decrease in the amplitudes
of side lobes with an insignificant increase in the
width of the antenna pattern of the antenna system. In
work the algorithm of suppression of broadband hindrances
is also considered. The synthesis of the optimization
algorithm is reduced to the need to determine the
weighting coefficients and frequencies that provide the
minimum rms level of the side lobes of the AP in a given
zone of suppression, with a limited range of frequency
separation. These methods are proposed to use in radio
astronomy to improve the quality of research.
Розвиток цифрових технологій для багаточастотного прийому сигналів у низькочастотному діапазоні створює передумови для застосування оптимальних алгоритмів формування діаграми спрямованості (ДС) в реальному часі без зміни апертури антени радіотелескопа. У представленій роботі розглядається й досліджується модель системи на основі мультиплікативної обробки (МО). Система складається із двох антенних решіток, сигнали з виходів яких, проходять через вузькосмугові фільтри приймальних пристроїв. Після фільтрації вони піддаються МО й ваговому підсумовуванню. Далі розглядається алгоритм формування вузького променя діаграми спрямованості багаточастотного радіоінтерферометра на основі відомого методу підсумовування косинусоїд. Зміст його полягає в підсумовуванні результатів мультиплікативної обробки сигналів з виходів декількох просторово рознесених двоканальних баз різного масштабу. У роботі, використовуючи МО, пропонується метод зменшення ширини головного пелюстка ДС на одній базі за рахунок прийому сигналів на декількох частотах. Подаль- ший розвиток методу пов'язаний з оптимізацією ДС у багаточастотній МО, що приводить до можливості зниження рівня бічних пелюстків за рахунок зважування сигналів з виходів каналів МО. Для цієї мети, для суми непарних косинусоїд необхідно визначити вагові коефіцієнти, що забезпечують мінімальний середньоквадратичний рівень бічних пелюстків у заданій зоні зниження рівня ДС. У результаті МО обробки одержуємо зменшення амплітуд бічних пелюстків при незначному збільшенні ширини ДС антеної системи. У роботі розглядається так само алгоритм зменшення широкосмугових завад. Синтез алгоритму оптимізації зводиться до необхідності визначення вагових коефіцієнтів і частот, що забезпечують мінімальний середньоквадратичний рівень бічних пелюстків ДС у заданій зоні зниження, при обмеженому діапазоні розносу частот. Перераховані методи пропонується використати в радіоастрономії для поліпшення якості проведених досліджень.
Розвиток цифрових технологій для багаточастотного прийому сигналів у низькочастотному діапазоні створює передумови для застосування оптимальних алгоритмів формування діаграми спрямованості (ДС) в реальному часі без зміни апертури антени радіотелескопа. У представленій роботі розглядається й досліджується модель системи на основі мультиплікативної обробки (МО). Система складається із двох антенних решіток, сигнали з виходів яких, проходять через вузькосмугові фільтри приймальних пристроїв. Після фільтрації вони піддаються МО й ваговому підсумовуванню. Далі розглядається алгоритм формування вузького променя діаграми спрямованості багаточастотного радіоінтерферометра на основі відомого методу підсумовування косинусоїд. Зміст його полягає в підсумовуванні результатів мультиплікативної обробки сигналів з виходів декількох просторово рознесених двоканальних баз різного масштабу. У роботі, використовуючи МО, пропонується метод зменшення ширини головного пелюстка ДС на одній базі за рахунок прийому сигналів на декількох частотах. Подаль- ший розвиток методу пов'язаний з оптимізацією ДС у багаточастотній МО, що приводить до можливості зниження рівня бічних пелюстків за рахунок зважування сигналів з виходів каналів МО. Для цієї мети, для суми непарних косинусоїд необхідно визначити вагові коефіцієнти, що забезпечують мінімальний середньоквадратичний рівень бічних пелюстків у заданій зоні зниження рівня ДС. У результаті МО обробки одержуємо зменшення амплітуд бічних пелюстків при незначному збільшенні ширини ДС антеної системи. У роботі розглядається так само алгоритм зменшення широкосмугових завад. Синтез алгоритму оптимізації зводиться до необхідності визначення вагових коефіцієнтів і частот, що забезпечують мінімальний середньоквадратичний рівень бічних пелюстків ДС у заданій зоні зниження, при обмеженому діапазоні розносу частот. Перераховані методи пропонується використати в радіоастрономії для поліпшення якості проведених досліджень.
Опис
Ключові слова
antenna array, multiplicative processing, optimization, antenna pattern, антенна решітка, мультиплікативна обробка, оптимізація, діаграма спрямовованості
Бібліографічний опис
Odessa Astronomical publications = Одесские астрономические публикации = Одеські астрономічні публікації