云南省大学生创新创业训练计划项目

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1、云南省大学生创新创业训练计划项目立项申请表推荐学校：云南大学项　目　名　称：低频射天线阵终端数据传输网络设计项目申报类别：创新训练所属一级学科名称：信息与通信工程申　　请　　人：李冠君所在学院及年级：信息学院2012级指　导　教　师：何乐生单位和职称：信息学院副教授填　表　日　期：2013年4月30日云南省教育厅制2012年2月填表说明1.《申报书》各项内容，必须实事求是，表达要明确严谨，并要求打印或用钢笔填写。页面不够时可加页，不得破坏后面表格的完整和美观。对于填写不合要求、内容含糊不清、字迹潦草者，不予受理。2.该《申报书》为A4　纸，各单位或个人可

2、以从云南省教育厅高等教育处网站自行下载或翻印，但格式、内容、大小应与原件相同。一、项目申请人情况申请人姓　名李冠君性别男民族汉出生日期1994-3-2所在学院信息学院专业、班级电子信息科学与技术12级项目名称低频射天线阵终端数据传输网络设计通讯地址云南省昆明市呈贡县东外环南路云南大学呈贡校区楠院5幢A308电话1878850327918314565049项目类别■创新训练　　□创业训练　　□创业实践项目周期2年所属学科专业天文技术与方法申请人参加科研的经历自何年月至何年月参加的项目担任的工作项目组其他成员（不超过5人，不包括申请人和指导教师）姓　名性别年

3、级所在学院专　　业分　工签　名王瑞女10级信息学院电子信息科学与技术整体构架和设计王瑞郭靖男10级信息学院电子信息科学与技术硬件平台的搭建郭靖徐枫男11级信息学院电子信息科学与技术硬件平台的搭建徐枫彭革男10级信息学院电子信息科学与技术软件设计彭革二、拟申报项目情况（一）项目介绍（研究目标、研究背景及现状、工作原理和方案设想、计划进度安排等）1、研究背景、现状及目标低频射天线阵研究涉及与天文探测相关的高能、紫外、光学、红外和射电技术方法，包括高能X、伽马成像技术、高分辨探测器技术（位置分辨和能量分辨）和偏振测量技术、微弱光电子信号探测、存储和传输技术，与

4、天文望远镜相关的高能、光学、红外和无线电技术，自动控制技术和机械等。如图1所示，甚低频波段具有丰富的天体文现象和辐射，由于甚低频的观测如此之少，在这个波段发现没有预料到的全新现象的可能性不可低估。图1甚低频波段的射电波段流量频谱，左：太阳和银河系，右：大行星自1970年代以来，我国射电天文在米波到毫米波频段有了长足的发展，并且在米波段实现了综合孔径阵，在厘米波段实现了甚长基线干涉测量（VLBI）技术，在毫米波段参与了国际ARMA计划。近年来在国际1平方公里接收面积射电阵、600MHz~15GHz太阳射电连续谱成像仪、60~230MHz固定方向低频宇宙射电

5、阵等观测技术领域也取得了很大的进步。在十米波测量领域，今年还在空间项目论证，如月面射电阵、空间低频领域开展了一些调研、论证和预研工作。国际上长期以来只有为数不多的天文台在进行甚低频射电天文常规观测，如乌克兰的UTR-2天线阵、法国南希天文台、日本东北大学低频干涉阵、美国弗罗里达天文台和夏威夷天文台等。这些天文台目前的空间分辨本领在木星距离上不足10角分。目前它们和建设中的LOFAR和SKA澳大利亚方案可以提供的甚低频宽带观测，但是还没有系统开展干涉测量观测，尚未达到建立太阳CME射电辐设模型和木星射电辐射机制模型的能力。为此发展我国自己的陆基低频射电观测

6、网具有非常重大的意义。图2甚低频天线阵的空间分布“工欲善其事必先利其器”，要进行低频射电成图观测，首先必须进行单站建设和初步的观测，那么单站关键技术问题的设计将至关重要。中国科学院云南天文台作为我国陆基低频射电观测网的重要成员，提出研制甚低频单观测站关键技术的研究。本研究将主要开展20-80MHz频段的地基甚低频和低频射电天文技术研发。整体链路图如下：图3拟设计的整体链路框图本创新项目主要研究上述过程中终端数据数字化处理的部分，我们旨在研究提出了低频射电天线阵终端数据传输网络设计，数据采集后，经高速ADC采样之后，我们用FPGA进行预处理，解决同轴电缆容

7、易受到温度、湿度、压力以及形变等因素的影响，产生相位变化，搭建起数据和PC机之间的联系。目前信号处理系统中数据传输的瓶颈问题，可设计使用一种基于可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray,FPGA)的高速实时数据传输方案。该方案借助XilinxFPGA的ChipSync技术，稳定地完成了数据的串化/解串,以及通信链路相对延迟的精确测量和调整。同时，利用提出的数据传输同步方法-系统同步和串行低压差分信号(low-voltagedifferentialsignaling,LVDS)总线技术实现板卡间大量数据的高速传送，可有效地保证了多

8、通道传输的同步性和可靠性,并大大降低了系统互联的复杂度和系统成本。在数据传输时，