[实用新型]一种射电天文和业余无线电通信两用科普系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线电科普设备，具体涉及一种射电天文和业余无线电通信两用科普系统，主要适用于针对青少年学生的射电天文、无线电通信等技术方面的科普教育领域。

背景技术

从前，人类只能看到天体的光学形象，而射电天文则为人们展示出天体的另一侧面---无线电形象。由于无线电波可以穿过光波通不过的尘雾，射电天文观测就能够深入到以往凭光学方法看不到的地方。银河系空间星际尘埃遮蔽的广阔世界，就是在射电天文诞生以后，才第一次为人们所认识。六十年代中的四大天文发现：类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射，都是利用射电天文手段获得的。

三十多年来，随着观测手段的不断革新，射电天文学在天文领域的各个层次中都做出了重要的贡献。在每个层次中发现的天体射电现象，不仅是光学天文的补充，而且常常越出原来的想象，开辟新的研究领域。

由于人类自身感知事物的敏感性，目前光学天文方面的科普做得较多，例如夜间星空拍摄、白天对日面黑子、日珥等的观察等；但是射电天文因为处于电磁波这个“看不见摸不着”的频段，同时整个技术系统要求较高，国内外均没有很好的开展这样的科普项目，而随着射频技术系统的日益广泛使用，如何向大众展示射电天文这一广阔的研究领域，从科普的角度直观、量化将信号处理流程展现给大众，给新的天文科普平台提出了新的要求。

同时由于射电天文的观测频段和无线电通信频段重合，我们可以在本系统的基础上增加无线电通信的内容，例如可以增加软件无线电试验，目前基于捷变收发器AD936X、AD937X的软件无线电平台可以实现56MHz-6GHz的内多种通信模式信号发送与接收；

另外采用图形化编程界面（GNU）可以使科普受众者清晰了解射电天文、软件无线电的信号处理流程、工作原理，可以看到无线电这种宝贵的“技术资源” 的使用情况，GNU Radio还实现了一个完全的HDTV传输和接收的例子，FM/SSB接收、一个频谱分析仪，一个示波器，以及并发多通道接收器和很多调制解调等例子。

发明内容

本实用新型涉及一种射电天文和业余无线电通信两用科普系统，适用于无线电科普领域，集成了射电天文观测和业余无线电通信体验功能，该实用新型针对中小学生日益增长的科普需求，弥补天文科普中射电天文科普方面的不足，同时兼顾同频段的业余无线电通信技术体验。

本实用新型通过以下技术方案实现目的：

一种射电天文和业余无线电通信两用科普系统小型抛物面天线、赤道仪、程控二选一开关、一个以上低噪声放大器、一个以上功率放大器、软件无线电收发机、GPS授时天线、计算机；小型抛物面天线通过撑杆与赤道仪相连，小型抛物面天线的馈源系统输出端与程控二选一开关的单端口相连，程控二选一开关二端口分别与低噪声放大器的输入端和功率放大器输出端相连，低噪声放大器输出端与软件无线电收发机的信号输入端连接，功率放大器的输入端与软件无线电收发机的信号输出端相连；计算机分别与软件无线电收发机、赤道仪、程控二选一开关连接，GPS授时天线与集成在计算机中的GPS授时定位卡连接。

所述赤道仪为固定式或移动式。

所述程控二选一开关为工作于宽频带的微波开关。

所述小型抛物面天线的馈源系统具有70MHz-6GHz宽频段覆盖范围。

本系统还包括带通滤波器，其设置在程控二选一开关二端口输出端与低噪声放大器输入端之间。

本实用新型中：

1、小型抛物面天线为0.8-1.5米抛物面天线，采用卡焦工作方式，起到将空间传导电磁波转化为介质传导电磁波的作用，其信号接收范围覆盖70MHz-6GHz，包括了中性H谱线1420MHz、GPS、BD、WIFI等几个重要频点，单圆极化输出，通过金属撑杆连接于赤道仪上完成随动跟踪；

2、赤道仪，该系统具有实时跟踪、远程控制、多源切换等功能，可以实现对太阳、银河系中心等强射电源的实时跟踪；计算机中集成了射电源星表，记录了不同射电源的历元信息，计算机通过常规方法控制实现赤道仪对射电源的跟踪和切换；

3、前端接收机部分，主要功能为将抛物面天线采集到的微弱信号进行放大，以便软件无线电收发机进行有效的采集，采用宽带低噪声放大器，覆盖70MHz-6GHz带宽的方式，由于1-2GHz存在较多的强无线电干扰，如果无线电干扰较强则增加带通滤波器抑制无线电干扰，带通滤波器设置在程控二选一开关二端口输出端与低噪声放大器输入端之间；

4、计算机采用常规控制方法对程控二选一开关进行切换，实现上述射电天文观测模式和无线电通信模式之间的切换；