ITU-R RA2126号报告- 射电天文学中的射频干扰减缓技术.PDFVIP

ITU-R RA.2126号报告 1 ITU-R RA.2126号报告 射电天文学中的射频干扰减缓技术 （ITU-R 第237/7号课题） （2007年） 1 引言 本报告简要介绍了射电天文学中必威体育精装版的射频干扰（RFI ）减缓技术，并具体研究了来自 仪表外部的、无法由仪表操作员控制的人为干扰的减缓技术。在本报告中，判断信号是否为 RFI 的标准仅为看其在所需观测中是否为无用但可监测到的信号，且是否会影响到观测的顺 利进行。有些干扰虽不易检测，但仍可能影响观测。减缓此类干扰要困难得多。 干扰减缓技术应保证在ITU-R RA.769号建议书中规定的灵敏度水平进行观测，且数据丢 失率应控制在ITU-R RA.1513号建议书规定的限值范围之内。上述建议书规定了高效射电天 文观测的条件，并给出了计算共享研究和兼容性研究中可容忍RFI条件的数值依据。除简单 切除受RFI影响的数据外，在射电天文学中并未广泛采用干扰减缓方法，其主要原因是此类 方法不易设计或执行，且可能要求开发较多的特殊软件。 近期以来，在射电天文观测过程中使用的标准观测模式和信号处理技术在某种程度上保 证了干扰减缓的连贯性，已被证明可在存在某些干扰时确保提供有用的天文数据。 例如，合成孔径成像中的“条纹旋转（fringe stopping ）”即有可能去除间距较大的天线 所接收的RFI 的相干性，并进而抑制所关联相干产物中的RFI[Thompson ，1982年] 。对某些综 合射电天文望远镜而言，此类干扰可能导致在地图上的天极处出现一个杂光源，这给近极观 测带来了极大困难。由于脉冲星产生宽带噪声脉冲，因此接收机需要大量带宽才能实现有用 的信噪比。当构成脉冲的噪声通过星际介质中的稀薄等离子体时，将受到依赖于频率的色散 的影响。在用射电天文望远镜观测脉冲星时，为准确恢复脉冲的自身信息（无色散），通常 采用软硬件结合的方法来人为消除脉冲色散。此过程有助于降低RFI ，原因是脉冲星信号的 消色散过程亦相应地消除RFI 。但上述过程仅可有限地减缓干扰。 干扰总是会恶化数据的质量。天文学家逐渐发现这样一种事实：RFI 的强度和时域/频谱 密度会令观测结果深受RFI 的影响以致失去使用价值。或许利用单碟天线射电望远镜进行的 观测（连续谱或光谱）最易受到干扰的影响，原因是积分时间增长提高了望远镜对天文信号 的灵敏度，但同时也同等程度地提高了其对RFI信号的灵敏度。尽管某些观测模式可使望远 镜不受电平数较低的RFI 的影响，但如所接收到的宇宙射电辐射的信号强度过低，则会使射 电天文观测极易受到干扰的影响。 2 ITU-R RA.2126号报告 RFI不仅会影响某些观测或特定观测类型的质量，而且还会限制射电天文电台的总体效 率，加大在所需观测时间、处理复杂性和操作开销方面的难度或支出。例如，为消除RFI ， 在观测结束后日益需要对观测数据进行手工编辑，在合成孔径成像中有时亦需如此[Lane等 人，2005年] 。尽管这样做十分有效，但很难实现自动化，因此随着观测长度和所观测带宽 的增加，这一工作变得极其枯燥乏味。由于RFI 的存在，有时需要大大延长人工时间和望远 镜工作时间，对科研工作而言，其带来的恶果不啻于严重干扰所观测辐射的RFI 。 以上问题推动了对可能被视为“自动化”或“实时性”RFI减缓技术的研究，此类技术 的研究基于以下前提，即：任何特定技术在表面上均为仪表的不可分割的组成部分，且在工 作时无需人工介入。下节介绍的技术即以此为前提。 2 RFI减缓技术 近年来，对干扰射电望远镜接收机模拟输出的RFI 的减缓技术的研究成为一个热门话 题，这得益于以实时信号处理手段减缓RFI 的技术的发展。在近期研究此问题的会议的摘要 中，有很多关于此话题的有益介绍，如[Bell等人，2000年和Ellingson ，2005年] 。在本报告 中，对干扰减缓技术的分类方法如下： 1. 切除，意为“切掉”RFI 。例如，由短脉冲构成的RFI可通过消隐