DOC《云南省大学生创新创业训练计划项目》

然后比较了各种相位调制格式的色散容限和非线性容限,仿真结果表明基于CRZ的相位调制格式性能最优;

最后对相位噪声进行详细分析,从相位噪声的统计模型出发,得出非线性相位噪声和接收强度的联合概率分布函数,在此基础上,推导出非线性相位噪声引起的误码概率准确表达式,调制相位的偏移. 本项目拟研发一款 低频射电天线阵终端数据传输网络系统 .该系统目标是解决因相位变化即无法同步的问题,搭建终端数据传输网络. 基于此,我们主要研究内容和目标如下: (1)首先选取适合低频数据采集的ADC芯片,无失真采集低频射电信号 15MHz―75MHz,尽量采用多bit量化,使之能达到良好的抗干扰效果;

(2)采用高性能FPGA作为ADC的控制芯片,实现控制ADC的采样节拍,输入信号的预滤波处理以及编码等功能;

(3)在FPGA内将采集数据进行编码,包括增加采集信号的天线信息和时间信息等,然后传入高速千兆网芯片,通过光纤传入后端处理计算机PC中. 因此,为了完成系统的功能,我们主要解决的问题有:

1、高速采样ADC的选取及预处理系统的设计;

2、传输链路扰动引起的相位不稳定的矫正;

3、构建终端数据传输网络. 工作原理和方案设想 1)高速采样ADC的选取及预处理系统的设计 高速ADC有几个重要的参数,1.采样速度fsample 2. 输入信号带宽(input bandwidth);

3.无杂散动态范围(SFDR);

量化位数(sampling bits);

采样速度决定了能够处理的信号带宽,;

输入信号带宽决定了前端模拟抗混叠滤波器带宽;

无杂散动态范围越大决定了该ADC在突发性强信号情况下产生的假谱越少,提高了抗干扰性能,该参数在无线电环境复杂的甚低频观测中极为重要,量化位数决定了ADC能够处理的最大动态范围,根据著名的量化信噪比SNR与量化位数n之间的关系式: (dB) 对于甚低频波段50dB左右的RFI,至少应选择10位以上的ADC. 2)传输链路扰动引起的相位不稳定的矫正 低频射电天线阵具有天线体积大,分布面积广的特点,从各天线单元接收到信号经过低噪声放大器初步放大,通过数控移相器进行加权形成综合方向图,再由长电缆将多路信号传到固定点汇合并进行数字量化.其中,通过数控移相器进行加权而形成方向图是整个相控阵的核心,不同的加权函数,使得天线阵能对不同的天区进行观测: 图4 天线阵基本结构图 对于N阵元的天线阵的加权向量为: 为相控阵调相参数,在理想情况下,我们认为每根电缆产生的相位差恒定,则包涵了两部分:1.由移相器引起的相位差,这是天线阵调相所需要的,通过改变来调整天线阵指向;

2.来自长电缆引起的相位差,如果在外界自然条件不变的条件下,该相位差不变. 但是,由于温度、湿度以及形变对电缆和其他元件的影响,并不恒定,因此: 其中,为自然环境影响给整个天线阵加权向量带来的影响,必须修正这个参数,否则无法得到天线阵理想的方向图.传统的办法是通过测量当前的温度,湿度等信息,通过电缆材料在不同温度、湿度下的变化情况的经验值来修正,这种方法无法克服其余电子元件,例如:前端放大器,移相器以及射频接头带来的影响,并且经验值引入的误差也是无法消除的. 计划进度安排 2014.1―2014.5 完成云南天文台本部的无线电环境测试资料收集和整理 2014.6―2014.8 完成不同滤波器的设计,包括软件仿真、电路板设计等,通过试验检测;