FOD探测雷达与射电天文业务的频率兼容性分析.pdf
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1、DIGITCW技术 分析Technology Analysis50DIGITCW2023.090 引言射电望远镜采用被动接收的无源探测原理,将接收到的微弱电磁信号经高增益天线和接收机两级放大后,对信号进行检波和分析。实际捕获到的宇宙天体辐射电磁信号往往很小,因此需要相关设备具备非常高的灵敏性。地面同频段发射设备在距离较近且地物遮挡不强的情况下,将存在进入射电望远镜的信号强度高于其接收灵敏度的可能性,即对射电望远镜造成干扰。1 国内现有天文望远镜的基本现状我国现有射电天文望远镜基本情况详见表1,覆盖毫米波频段的射电望远镜不多,故与FOD探测雷达的同频兼容性相互兼容的也不多。本文以上海某天文台射电
2、望远镜为例,分析其与FOD探测雷达的频率兼容性。2 射电天文望远镜受扰准则按照ITU-R RA.769,灵敏度即辐射设备输入侧能够发现的以及测算的功率P的最低浮动。具体定义为 (1)式中,分别为噪声频谱密度;则分别表示带宽以及积分周期2。以及一般选择玻尔兹曼常数 来转换成温度方程形式,比如:(2)因此,灵敏度方程可以表示为FOD探测雷达与射电天文业务的频率兼容性分析赵 燚,詹达诲(国家无线电监测中心检测中心,北京 100041)摘要:射电望远镜的系统组成包括用于搜集射电波的天线模块、用于扩大电参量的高敏接受模块、分析模块以及显示模块等多个部分。结合我国现有射电天文望远镜基本情况,覆盖毫米波频段
3、的射电望远镜不多,故与FOD探测雷达的同频兼容的也不多。文章以某天文台射电望远镜为例,分析其与FOD探测雷达的频率兼容性。关键词:FOD;天文;兼容性;干扰doi:10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.09.017中图分类号:TM 7,C 93 文献标志码:A 文章编码:1672-7274(2023)09-0050-04Frequency Compatibility Analysis of FOD Radar and Radio Astronomy OperationsZHAO Yi,Zhan Haida(The State Radio_monitoring_center
4、 Testing Center,Beijing 100041,China)Abstract:The system composition of radio telescope includes:the composition of this equipment contains several parts such as antenna module for collecting radio waves,high-sensitivity receiver module for expanding electrical parameters,analysis module,and display
5、 module.Combined with the basic situation of existing radio astronomical telescopes in China,there are not many radio telescopes covering the millimeter wave band,so there are not many compatible with the same frequency of FOD detection radar.This paper takes an observatory radio telescope as an exa
6、mple and analyzes its frequency compatibility with FOD detection radarKey words:FOD;astronomy;compatibility;interference 表1 我国现有射电天文望远镜汇总1 名称 特性 用途与附近民航机场距离贵州射电天文台(FAST)500米口径,70 MHz3 GHz深空探测等距贵阳龙洞堡机场约93 km云南天文台某射电望远镜40米口径,S/X频段深空探测等距昆明长水机场约16 km上海某天文台射电望远镜65米口径,(L、S、X、C、Ku、K、Ka和Q)频段深空探测等距上海虹桥机场约22
7、km;距上海浦东机场约62 km新疆某射电望远镜25米口径,S/X频段深空探测等距新疆某机场约52 km北京某射电望远镜28面9米口径米波阵列、50米口径深空探测等距首都国际机场约65 km作者简介:赵 燚(1993-),男,江苏靖江人,中级工程师,本科,研究方向为无线电通信技术。詹达诲(1982-),男,海南海口人,中级工程师,本科,研究方向为无线电通信技术。DCWTechnology Analysis技术分析51数字通信世界2023.09 (3)式中,是空间宇宙,大气层以及地球自体辐射和的天线噪声温度;是接收机噪声温度温度;是与之和。积分周期假定为两千秒,则指代于带宽之中导致灵敏性百分之十
8、的损失结果,如下:(4)干扰也可指代入射之天线端口干扰相较于全向天线功率铜梁谱密度。全向天线的等效面积,、分别为光速与频率3。全向天线干扰接收增益设成0 dBi,指代干扰由旁瓣传入。则相对应的干扰功率为:(5)那么(6)射电天文观察机制包含了连续型以及谱线型两种。按照ITU-R RA.769要求分析得到这两类机制之下有害干扰的具体干扰门限结果如表2和表3所示。表2 连续观察模式下有害干扰对射电天文的干扰门限值 中 心 频 率(GHz)频 段 (GHz)带宽(GHz)最小天线噪声温度 (K)接收机噪声温度(K)系统灵敏度干扰门限温度变化T功率谱密 度P(dB(W/Hz)输入功率PH(dBW)功率
9、通量密度SH f(dB(W/m2)功率通量谱 密度SH(dB(W/(m2Hz)777678212300.011-278.2-195.2-136.0 -229.07776.2577.751.512300.011-278.2-196.4-137.2 -229.07776.577.5112300.011-278.2-198.2-139.0 -229.0949296412300.011-278.2-192.2-131.3 -227.39492.595.5312300.011-278.2-193.4-132.5 -227.3949395212300.011-278.2-195.2-134.3 -227.
10、39493.594.5112300.011-278.2-198.2-137.3 -227.3表3 谱线观察模式下有害干扰对射电天文的干扰门限值 中 心 频 率(GHz)频段 (GHz)谱线信道带宽(MHz)最小天线噪声温度(K)接收机噪声温度(K)系统灵敏度干扰门限温度变化 T(mk)功率谱密度P(dB(W/Hz)全带宽输入功率PH(dBW)全带宽功率通量密度SH f(dB(W/m2)功率通量谱密度SH(dB(W/(m2Hz)777678112300.94-258.9-175.9-116.7-209.77776.2577.75112300.94-258.9-177.1-117.9-209.77
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