低频射电天线阵数字终端的研究.pdf

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1、分类号密级公开编号碎士研究被摩像伦式题目低频射电天线阵数字终端的研究学院（所、中心）信息学院专业名称百与百急研究生姓名张金鹏学号导师姓名何乐生职称副教授年月论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研究成果。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已经发表或撰写过的研究成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有

2、权公布论文的全部或部分内容，可以将论文用于查阅或借阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密旳论文在解密后应遵循此规定）摘要自天文观测进入全波段观测时代以来，全波段中的低频射电信号是新的重要观测波段以及研究窗口。鉴于此波段的射电信息对于研究太阳以及行星的射电爆发具有重要的意义并且人类对此频段的研宄几乎处于空白状态，现在欧美一些国家以及我国都己经适时的开启了相关的研宄。目前中国科学院云南天文台已经开启了此项目的建设，现

3、己有四台低频射电天线可以测试使用。其低频射电天线阵可以和云南天文台已有的米太阳射电望远镜以及米太阳射电望远镜配合使用，用以更为精确的观测太阳或者其他行星的射电信息。但是由于此低频射电天线现并没有合适的数据采集处理终端，本课题则是针对于此进行研宄，并由无杂散动态范围、精度、速度、以及上位机的时间以及频率分辨率等参数出发，研宄出一种采集系统使其能够对低频射电天线进行数据采集并满足上述参数要求。本设计首先是由板卡接收来自低频射电天线的低频天文信号，接着板卡把转换的数字信号以差分信号的形式传至板卡；对数据整合处理，通过异步跨

4、时钟域的形式把数据通过千兆以太网以协议的形式传至端；然后端设计的软件对传输过来的数据做加窗和的处理并加以显不。本文首先介绍了天文射电观测信号以及本项目所涉及原理，接着把整体的设计分为各个模块做以简要介绍，最后再通过对各个模块的具体实现做了详细解释。其中在项目中各模块的具体实现上以跨时钟域异步、千兆以太网和部分以及上位机数据整合处理部分做了重点介绍。最后通过对项目以信号发生器为模型做整体联调，并在天文台实际测量比对数据为标准验证了本项目的可行性。结果分析表明此设计可以胜任此波段数据的采集、分析、存储、显示等工作。关键字

5、：低频射电天线；异步千兆以太网；AbstractSincetheastronomicalobservationtookitsstepintotheeraoffull-waveobservations,thelowfrequencyradiosignaloffiill-waveobservationhasbecomeanewimportantbandforobservationandprovidedanewwayforresearch.Theradioinformationinthisbandplaysanimport

6、antroleinthestudyofsolarandotherplanetsradioburstandtherelatedresearchesinthisareaarealmostinablankstate.Therefore，Amongalltheseabove,theasynchronousFIFOclockdomain,theGigabit-EthernetandtheintegrationandprocessingofthedataofUDPanditshostwillbethefocustointrodu

7、ce.Intheend,thesignalgeneratorisusedasamodeltodoaintegrationtest,andtheactualmeasureddataintheObservatoryverifiesthefeasibilityoftheproject.Theresultshowsthatthisdesigncanbequalifiedfortheworkofcollecting,analyzing,storinganddisplayingthedatainthisband.Keywords

8、:LowFrequencyRadioAntennas;FPGA;AsynchronousFIFO;UDP;Gigabit-Ethernetin目录摘要第一章绪论本项目的研宄背景及意义国内外发展概况论文主要工作和创新点：本人在项目中的工作论文的创新点和特色第二章相关理论原理及协议介绍引言低频信号接收设备一一低频天线阵列信号的采样处理异步千兆以太网