射电天文观测系统数字接收终端的设计与实现

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体己经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：塑睦三二兰，日期：刃，垒．>r。论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制

2、手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名：聊繇趔日本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”进行鬼子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：蝉导师签名：摘要在1859年9月太阳释放出有记录以来最强的太阳风暴之一之后，随着第24个太阳活动周期的到来，NASA(美国国家航空航天局)最新发表声明称，2013年太阳将从“沉睡”中苏醒，太阳风暴可能像“一道

3、闪电”，若不提前采取预防措施，将对整个世界造成不可预知的后果。位于云南天文台风凰山本部的十米太阳射电望远镜是中国太阳射电物理重要的观测设备。十多年前，与五十四所合作建立十米射电望远镜时，800．975MHz位于移动电话工作频段，易引起接收机饱和，无法进行正常观测，为此当时舍弃了这一频段的观测。如今，微波器件及后端数字信号处理终端的动态范围较之于十年前已经大大提升，以及移动电话工作频段的改变，本系统通过合理的设计射频前端和数字终端，补充了这一重要频段的观测。本系统通过模拟下变频器，对十米天线接收到的800

4、．975MHz模拟信号作下变频处理，得到模拟中频信号，再通过高速AD采集卡输入到FPGA，FPGA对信号作频谱分析后通过千兆以太网UDP的方式发送到远端PC机，PC机对数据进行整合显示并存储。本文首先介绍了射电信号观测的原理与方法，通过研究相关技术，提出了本系统需要达到的技术指标；其次，论文精心设计了系统的整体功能，包括模拟下变频、AD采样、频谱分析以及数据的显示与存储，其中，着重介绍了频谱分析部分的设计与实现——功率谱的计算和跨时钟域的设计，并且详细介绍了千兆以太网的传输；然后，论文通过一元线性回归的

5、定标方法确定了系统输出数据与信号能量的对应关系：最后，论文对本系统的设计作了总结，并指出了本系统需要改善和进一步研究的方面。结果分析表明，本系统对射电信号的处理具有较高的实时性与可靠性，能够胜任800．975MHz这一重要频段的观测。关键词：太阳射电；FPGA；频谱分析；跨时钟域；千兆以太网AbstractInSeptember1859，thesunreleasedoneofthestrongestsolar-stormonrecord．Withtheadventofthe24thsolarcycle，

6、NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)saidinastatement，”2013Sunwillwakeupfromslumber．Solarstormsmaybelikeaflashoflightning，ifnotaheadoftimetotakepreventivemeasures，thewholeworldwillcauseunpredictableconsequences”．TheTenmeterssolarradiotelescopel

7、ocatedinPhoenixMountainYunnanObservatoryisimportantobservationequipmentinChinasolarradiophysics．Adecadeago，800·975MHzinthemobilephoneoperatingband，iteasycausesthereceivertosaturation．Sothat．wiⅡlfifty-fourinstitutecooperationtoestablishthisradiotelescope，

8、thisband，whichcannotbenormalobservation，hasbeenabandontoobservation．WiththerationaldesignoftheRFfront-endanddigitalterminal，thesystemsupplementedtheobservationsofthisimportantband．Thesystemdown-conversionthe800-975MHzsigna