[实用新型]一种抗干扰射电天文K因子辐射计

说明书

技术领域

本实用新型涉涉及一种抗干扰射电天文K因子辐射计。

背景技术

射电天文流量观测的接收机系统由低噪声放大器，滤波、混频器和中频放大，以及总功率辐射计组成。传统的接收机系统特点是各个组成部分独立行使功能，完成对信号的处理。传统辐射计的基本功能是：检测某一频带内信号总功率的变化，实现对目标射电源的流量监测。目前传统的射电天文辐射计是基于检波二极管的，检波二极管通过其载流子与输入信号功率之间的对应关系，输出的直流电压与输入信号的总功率呈线性关系，由此来确定输入宽带信号的总功率大小。

射电天文研究中，需要对射电源进行高精度的流量观测，如对标准源的流量定标，射电变源的研究，以及星际闪烁和行星际闪烁的研究等等。此时，环境的无线电干扰和天线系统各器件及传输线路的增益/衰减稳定性成为两大制约因素。传统的接收机系统正常工作时，不具备对各器件的稳定性进行监测的功能，一定程度上无法区分最终观测数据的强度变化是来自天线接收信号自身的变化还是由于经天线接收机系统传输过程中引入的起伏；系统设备的增益漂移会导致射电源流量曲线严重失真，降低系统稳定性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种抗干扰射电天文K因子辐射计，该辐射计提高了系统的稳定性，解决了信号传输过程中设备增益漂移影响系统精度的问题。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种抗干扰射电天文K因子辐射计，辐射计设置有电源模块，所述电源模块用于为一恒温噪声源供电，所述辐射计接收所述噪声源发出的白噪声信号和观测信号；

所述辐射计还包括信号放大电路、直流通路、交流通路和A/D采集电路；

所述信号放大电路用于将耦合后的观测信号和白噪声信号进行放大，并将放大后的信号经同样的传输线路输入所述直流通路和交流通路；

所述直流通路和交流通路将接收到的信号进行交直流分流，交流通路为强度已知的白噪声信号，直流通路为包含流量信息的强度信号；将直流通路的信号、交流通路信号二者的比值定义为K因子；

所述A/D采集电路用于采集直流通路和交流通路信号，并将采集的信号输入观测软件，进行数据预处理及记录。

进一步，所述直流通路的输出信号下游设置反向偏置电压电路，把OFF观测周期的直流输出作为底值，在ON周期中将其扣除。

进一步，所述反向偏置电压电路下游设置有直流信号放大电路，对扣除底值后的直流电压进行放大。

进一步，所述信号放大电路由比例放大、比例积分、可调比例放大电路依次连接构成。

进一步，所述直流通路设置有可编程比例放大芯片AD526，用于调节比例放大倍数。

进一步，所述交流通路设置有可选开关ADG419，其工作信号与白噪声信号源供电信号相同。

本实用新型的辐射计具有如下特点：通过噪声信号平均功率的强度起伏来标定天线接收机系统的整体稳定性；可将天线系统整体的各项不稳定因素一并剔除，排除了每一个传输器件的增益漂移等不稳定因素，提高了系统测量的准确性和稳定度。

附图说明

图1是本实用新型辐射计的原理示意图；

图2是本实用新型辐射计设置反向偏置电压电路的原理示意图；

图3是本实用新型辐射计的电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细解释本实用新型的方案：

如图1所示，天线系统前端注入方波调制的白噪声信号，与观测信号耦合后经过同样的传输路线输入低噪声放大器，辐射计内部对信号进行交直流分流，交流通路为注入的强度已知校准信号，直流通路为包含流量信息的强度信号；最终通过二者的比值，扣除天线设备增益漂移因素，得出射电源相对强度信息。同时，辐射计还包括单片机A/D采集及控制电路，用于采集直流通路和交流通路信号，并将采集的信号输入观测软件，进行数据预处理及记录；白噪声信号源由辐射计输出的1KHz的交变方波调制信号为其供电，简化了系统结构。

    图1右侧所示，天线输入信号包括天线温度T_a、系统噪声温度T_r和方波调制的噪声温度ΔT，其中直流分量包括T_a，T_r，ΔT；交流分量包括ΔT。图1左侧，假设K因子辐射计内部直流、交流通路增益相等，为K_c，即：K_d=K_a=K_c。

辐射计输出电压直流分量：