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基于粒子群算法的面天线小板拟合的优化设计
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作者 张文阳 伍洋 刘胜文 《天文学进展》 北大核心 2025年第3期505-514,共10页
以40 m偏置卡塞格伦天线为例,对不同小板拟合方案进行分析,探究小板设计与型面精度的关系,验证了反射面的型面精度与小板的环向与轴向长度的平方成正比。同时运用仿真软件对不同方案进行仿真验证,探究了小板尺寸变化对天线增益带来的影... 以40 m偏置卡塞格伦天线为例,对不同小板拟合方案进行分析,探究小板设计与型面精度的关系,验证了反射面的型面精度与小板的环向与轴向长度的平方成正比。同时运用仿真软件对不同方案进行仿真验证,探究了小板尺寸变化对天线增益带来的影响,并证明了小面板环间距仅对水平方向能量分布产生影响,而同一环中分割宽度则决定了垂直方向的能量分布。运用粒子群算法对小板的分割方案进行优化,来提高面型精度,从而实现降低远场旁瓣和减少射频干扰的目的。对3 m的小板方案进行了仿真实验,验证了该方案的可靠性,补偿了因型面变化导致的中心波束损失能量的3.6%,同时有效降低了新产生的旁瓣功率,分别降低了1.15 dB、0.77 dB、0.52 dB、1.02 dB和2.1 dB。 展开更多
关键词 面天线 小板拟合 型面精度 大尺寸天线 优化模型
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一种阵列天线的模拟波束合成测试
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作者 李笑飞 刘烽 +2 位作者 王凯 李光辉 王仕强 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期233-235,共3页
本文基于一款16阵元微带天线阵列,为阵列接收机前端的阵列天线开展波束合成性能测试。通过分析阵列天线的波束合成基本原理,以及用于接收功能的阵列天线的耦合效应,实际测试在有无耦合情况下阵列各端口的输出电压,求解出抵消耦合的加权... 本文基于一款16阵元微带天线阵列,为阵列接收机前端的阵列天线开展波束合成性能测试。通过分析阵列天线的波束合成基本原理,以及用于接收功能的阵列天线的耦合效应,实际测试在有无耦合情况下阵列各端口的输出电压,求解出抵消耦合的加权信息,将加权信息转换为去耦合的模拟波束合成网络,开展16阵元微带天线阵列的波束合成实践。经与仿真的波束合成方向图进行比对,实测解耦方向图轮廓与阵列无耦合的仿真结果非常接近,较好的实现了解耦功能。 展开更多
关键词 射电望远镜 接收机 阵列天线 波束合成 方向图
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基于GPU集群的空间VLBI射电源条纹搜索研究 被引量:1
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作者 段学铭 童力 +1 位作者 郑为民 张娟 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期494-505,共12页
探月工程四期将发射嫦娥七号“鹊桥二号”中继星,搭载4.2 m口径的抛物面望远镜,与地面射电望远镜构成首个月轨空间VLBI。空间VLBI受中继星轨道扰动和星载设备时延等因素影响,射电源的预报时延模型无法引导相关处理机正常工作,需通过基... 探月工程四期将发射嫦娥七号“鹊桥二号”中继星,搭载4.2 m口径的抛物面望远镜,与地面射电望远镜构成首个月轨空间VLBI。空间VLBI受中继星轨道扰动和星载设备时延等因素影响,射电源的预报时延模型无法引导相关处理机正常工作,需通过基于实测信号条纹搜索的方法找到符合要求的高精度时延模型。为此,提出一种基于GPU集群的空间VLBI射电源条纹搜索算法,研究在GPU集群上负载均衡的任务分配方法,并行实现相关处理模块和残余值搜索模块。通过RadioAstron 1 min观测数据验证,相较于目前CPU集群平台,GPU集群处理速度提升了27.0倍。 展开更多
关键词 空间VLBI 条纹搜索 GPU集群 相关处理
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基于BP神经网络的FAST馈源舱融合测量预测研究 被引量:1
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作者 卢朝茂 李明辉 +4 位作者 宋本宁 彭帅 冯禹 于东俊 骆亚波 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期519-528,共10页
500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope,FAST)的跟踪观测需要馈源的空间运动配合,馈源舱主要用于实现馈源的精调定位,因此馈源舱位置的高精度测量对FAST望远镜的高效运行意义重大。但当全站... 500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope,FAST)的跟踪观测需要馈源的空间运动配合,馈源舱主要用于实现馈源的精调定位,因此馈源舱位置的高精度测量对FAST望远镜的高效运行意义重大。但当全站仪设备失效时,无法对采用Kalman算法的GPS/IMU融合测量结果进行修正,导致馈源舱测量精度下降。为了解决这个问题,设计了基于BP(back propagation)神经网络的预测模型,包括数据预处理、模型设计和模型训练验证。模型训练数据为FAST真实测量数据,数据量为40 GB左右。为了验证模型的泛化能力,选取三种运动轨迹数据对模型预测精度进行测试,结果显示,三种运动轨迹下精度都满足15 mm要求。 展开更多
关键词 FAST 馈源舱融合测量预测 数据预处理 BP神经网络 时间序列
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射电望远镜基于座架温度的热致指向误差建模
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作者 涂标 付丽 +3 位作者 王锦清 王旭 周磊 刘庆会 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期149-159,共11页
温度是影响高频大型射电望远镜性能的关键因素之一。以天马望远镜(TMRT)为例,研究了座架节点温度与天线指向之间的关系,提出了基于节点温度的指向误差修正模型构建方法。将指向误差视为座架节点温度的线性组合,以节点的温度灵敏度作为... 温度是影响高频大型射电望远镜性能的关键因素之一。以天马望远镜(TMRT)为例,研究了座架节点温度与天线指向之间的关系,提出了基于节点温度的指向误差修正模型构建方法。将指向误差视为座架节点温度的线性组合,以节点的温度灵敏度作为特征条件优化自变量的个数,将北极附近源2344+8226的指向测试结果作为样本集,与自变量简化前后的温度模型的效果进行对比。同时,这两种温度模型也进行了有限元分析验证,模型计算和有限元分析结果都与样本集相吻合。为了验证模型的通用性,对比分析了模型简化前后在4个季度的表现,结果表明简化后的温度模型预测效果更佳。建立的基于节点温度的指向误差修正模型的快速计算结果,也为座架热致指向误差实时修正提供数据支持。 展开更多
关键词 射电望远镜 温度传感器 指向误差 温度模型
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1.25 GHz的平行耦合微带滤波器设计
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作者 李嘉辉 王凯 +2 位作者 闫浩 马军 于涵 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期132-135,共4页
本文旨在设计一个1.25GHz平行耦合微带滤波器。该滤波器采用微带线技术,通过精确控制线宽和间隙,实现信号的有效过滤。在设计过程中,将注重提高选择性和抑制谐波,以优化观测信号的质量。滤波器的设计考虑了实际应用场景,具有良好的稳定... 本文旨在设计一个1.25GHz平行耦合微带滤波器。该滤波器采用微带线技术,通过精确控制线宽和间隙,实现信号的有效过滤。在设计过程中,将注重提高选择性和抑制谐波,以优化观测信号的质量。滤波器的设计考虑了实际应用场景,具有良好的稳定性和可靠性。经验证,该滤波器在1.25GHz处具有符合要求的传输特性和较低的插入损耗。这款平行耦合微带滤波器为射电望远镜中的接收天线提供了一种高性能、高可靠性的信号处理解决方案,有助于提升观测数据的质量和准确性。 展开更多
关键词 耦合 微带滤波器 带通 射频技术
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基于激光映射方法的天线面板变形重构技术研究
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作者 杨德金 张子晗 叶骞 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期135-148,共14页
对大型射电望远镜主反射面的单块面板变形进行了研究,将机器人学六自由度姿态变化应用至大型射电望远镜反射面面板的变形研究当中,提出了一种基于刚体六自由度变形的面板变形表征方式。基于该刚体六自由度姿态变形理论,提出了一种基于... 对大型射电望远镜主反射面的单块面板变形进行了研究,将机器人学六自由度姿态变化应用至大型射电望远镜反射面面板的变形研究当中,提出了一种基于刚体六自由度变形的面板变形表征方式。基于该刚体六自由度姿态变形理论,提出了一种基于光学方法的天线面板变形重构技术,该项技术通过固结于面板上的激光单元所呈现的光斑图像来快速高精度地重构出面板的变形。深入地探究了激光光斑与天线面板变形两者之间的映射关系,将天线面板空间变形问题转化为有限区域内的激光光斑位移问题;对该方案的光斑图像进行了研究,提供了有效的光斑图像处理算法;将图像差分方法与Canny边缘检测算法相结合,能够有效地解决传统Canny算法在处理小目标时的问题,还采用了高精度亚像素质心定位算法,能够对光斑点进行亚像素级别的定位。为天线面板的测量提供了一种新的、可靠的图像处理方法,也为提高天线面板测量的精度和效率提供了新思路和方法。 展开更多
关键词 大型射电望远镜 变形重构 图像处理 亚像素
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贵州师范大学射电望远镜阵列RFI环境测量与分析
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作者 王学坪 刘慧 +1 位作者 潘运荣 赵汝双 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期683-697,共15页
近年来,由于人类活动的不断增多,空间电磁环境变得越来越复杂,无线电干扰源激增,对射电天文观测影响日渐加剧。为获得贵州师范大学射电望远镜阵列可观测天区的射频干扰(radio frequency interference,RFI)空间分布及其物理来源,为阵列... 近年来,由于人类活动的不断增多,空间电磁环境变得越来越复杂,无线电干扰源激增,对射电天文观测影响日渐加剧。为获得贵州师范大学射电望远镜阵列可观测天区的射频干扰(radio frequency interference,RFI)空间分布及其物理来源,为阵列后续观测及科学数据处理提供RFI消除依据,本文利用射电望远镜阵列格点测量贵州师范大学花溪校区的RFI,有效分析周围的电磁环境信号。监测发现,频率1 150、1 176.45、1 202.025、1 207.14、1 227.6、1 250、1 268.52、1 469 MHz处的RFI在可观测天区分布均匀,另有多种RFI在望远镜俯仰指向偏低(≤30°)和偏高(≥70°)时显著。 展开更多
关键词 射电天文观测 射电望远镜 电磁环境 射频干扰(RFI)
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紫金山天文台13.7米射电望远镜天线表面精度的首次射电全息测量 被引量:11
9
作者 韩溥 吕静 +2 位作者 吴文达 殷兴辉 雷成明 《天文学报》 CSCD 北大核心 1994年第2期209-214,共6页
1992年1月,在紫金山天文台13.7米毫米波望远镜上进行了用射电全息术的相位恢复方法(Phase-retrievalmethod)测量天线表面精度的尝试.利用望远镜的22GHz系统,用强水脉泽源ORION-KL作为... 1992年1月,在紫金山天文台13.7米毫米波望远镜上进行了用射电全息术的相位恢复方法(Phase-retrievalmethod)测量天线表面精度的尝试.利用望远镜的22GHz系统,用强水脉泽源ORION-KL作为信号源测量了天线的聚焦和偏焦方向图,采用Misell算法获得了天线口面上的相位分布,由此得到的天线表面相对于理想抛物面偏差的均方根值与1989年用经典的经纬仪带尺方法测量的结果基本相符. 展开更多
关键词 射电望远镜 射电全息术 天线 精度
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射电天文台站准实时电波环境测量方法 被引量:19
10
作者 刘奇 王娜 +3 位作者 王玥 刘晔 刘烽 陈卯蒸 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期718-724,共7页
随着频率使用率的提高,瞬态信号对射电天文观测影响越来越大,有效的电波环境测量及频谱分析可为现有射电天文台址干扰缓解策略提供依据.基于现有射电望远镜台站电波环境特征,结合信号分析仪原理,深入分析了仪器设备关键参数配置方法及... 随着频率使用率的提高,瞬态信号对射电天文观测影响越来越大,有效的电波环境测量及频谱分析可为现有射电天文台址干扰缓解策略提供依据.基于现有射电望远镜台站电波环境特征,结合信号分析仪原理,深入分析了仪器设备关键参数配置方法及测量时间计算方法;结合实际测量需求,确定了测试时间规划策略,提出一种准实时电波环境测量方法.运用此方法对新疆天文台南山台站电波环境进行测量,分析了频谱、频率占用度随时间变化特点,结果表明,该方法能够有效分析电磁干扰随时间的变化趋势. 展开更多
关键词 射电天文 电波环境 准实时测试 频率占用度
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大型射电望远镜悬挂馈源的风振模拟 被引量:15
11
作者 仇原鹰 陈杰 段宝岩 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期91-95,共5页
基于随机过程理论和数值模拟方法 ,提出了利用 MATL AB软件模拟生成随机风荷的一种新途径。分析了 5 0 0 m口径大型射电望远镜 ( FAST)悬挂馈源结构在随机风荷下的非线性动力响应 ,为设计馈源稳定平台的运动控制范围提供了依据。
关键词 大型射电望远镜 随机风荷 模拟 馈源舱 非线性动力分析
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大型射电望远镜电磁环境频谱监测 被引量:14
12
作者 李建斌 彭勃 刘东亮 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期378-382,共5页
射电天文的发展需要更宽的观测频率,但是随着通讯的不断发展,射频无线电干扰(Radio Frequency Interference,RFI)对射电观测的影响日益加重,射电望远镜需要选择电磁环境优良的站址并进行保护.文中描述了目前国内在建和预研阶段的望远镜... 射电天文的发展需要更宽的观测频率,但是随着通讯的不断发展,射频无线电干扰(Radio Frequency Interference,RFI)对射电观测的影响日益加重,射电望远镜需要选择电磁环境优良的站址并进行保护.文中描述了目前国内在建和预研阶段的望远镜的电磁环境的测试过程,阐述了数据分析和处理方法.通过对我国射电望远镜台址选择和保护进行的电磁环境测试,优选出适合建立大型射电望远镜的台址. 展开更多
关键词 射电望远镜 电磁环境 频谱监测 选址
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射电望远镜天线副反射面并联调整机构设计 被引量:7
13
作者 段艳宾 李建军 +1 位作者 侯雨雷 赵永生 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第8期222-225,共4页
紧密结合上海天文台65m射电望远镜副反射面位姿调整任务要求,提出采用并联式Stewart平台作为副反射面调整机构,基于天线主面和副面全位姿工作状态下各杆受力最优,并兼顾工作空间及避免杆件间干涉等因素,开展副面调整机构构型综合设计,... 紧密结合上海天文台65m射电望远镜副反射面位姿调整任务要求,提出采用并联式Stewart平台作为副反射面调整机构,基于天线主面和副面全位姿工作状态下各杆受力最优,并兼顾工作空间及避免杆件间干涉等因素,开展副面调整机构构型综合设计,获得了满足预期性能要求的机构构型参数,并求解出该构型下机构的工作空间,验证了构型参数综合设计方法的有效性。面向实际任务进行机构设计,研究内容对并联机构真正应用于工程实践具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 射电望远镜 天线副反射面调整 并联机构 构型设计 工作空间
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大型射电望远镜悬挂馈源舱体结构的振动控制 被引量:6
14
作者 魏强 仇原鹰 段宝岩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期69-73,共5页
将结构被动控制技术推广应用于射电天文领域。提出拉索 -吊重振动控制方案 ,控制新一代大型射电望远镜悬挂馈源舱结构的风振响应。首先 ,由非线性静力分析确定结构初始静态参考位形和初应力。其次 ,针对结构特点模拟作用在悬索和馈源舱... 将结构被动控制技术推广应用于射电天文领域。提出拉索 -吊重振动控制方案 ,控制新一代大型射电望远镜悬挂馈源舱结构的风振响应。首先 ,由非线性静力分析确定结构初始静态参考位形和初应力。其次 ,针对结构特点模拟作用在悬索和馈源舱上的随机风荷。在上述模型的基础上 ,在时域中模拟分析稳定索系对结构风振的抑制效果。同时 ,通过典型节点时域响应的FFT变换 ,绘出响应自功率谱图 ,进一步描述了振动控制的效果。 展开更多
关键词 结构被动控制 风激振动 大型射电望远镜 悬索舱体结构 振动控制
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乌鲁木齐25m射电望远镜的单天线观测研究 被引量:4
15
作者 张晋 王娜 +4 位作者 艾力.伊 加尔肯 艾力.玉 张洪波 刘祥 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2000年第4期271-282,共12页
自1993年乌鲁木齐天文站25m射电望远镜建成以来,除了不断完善VLBI观测系统外,还选择发展了具有科学价值的单天线天体物理观测课题。其中基于常温接收机的脉冲星脉冲到达时间观测系统已经于1999年5~6月间建成.该系... 自1993年乌鲁木齐天文站25m射电望远镜建成以来,除了不断完善VLBI观测系统外,还选择发展了具有科学价值的单天线天体物理观测课题。其中基于常温接收机的脉冲星脉冲到达时间观测系统已经于1999年5~6月间建成.该系统建立在25m射电天线的18cm波段上。消色散采用了 2 x 128 x 2.5MHz多通道滤波器和数字化器,并由 PC机完成数据采集.同时进行的脉冲星工作还有92cm及其它波段的脉冲轮廓监测,对0329+54的多波段观测得到了它的频谱.在25m天线的1.3cm波段上建立了基于声表面波频谱仪和频率综合器的分子谱线观测系统,对水脉泽的观测已经发现了十几个可能的水脉泽源,观测结果正在认证当中。 展开更多
关键词 射电望远镜 单天线 接收机 脉冲星 水脉泽 观测
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太阳宁静区的高分辨率像复原 被引量:4
16
作者 邓元勇 艾国祥 +3 位作者 张斌 仇朴章 邱耀辉 刘忠 《天文学报》 CSCD 北大核心 1994年第4期380-386,共7页
本文介绍在怀柔60cm多通道太阳望远镜上运用斑点干涉像复原方法所取得的一些初步结果。对用短曝光方法(曝光时间不大于10毫秒)获得的一系列“冻结”大气后的目标像用斑点干涉像复原方法进行处理,即可获得消除了地球大气影响的... 本文介绍在怀柔60cm多通道太阳望远镜上运用斑点干涉像复原方法所取得的一些初步结果。对用短曝光方法(曝光时间不大于10毫秒)获得的一系列“冻结”大气后的目标像用斑点干涉像复原方法进行处理,即可获得消除了地球大气影响的目标复原像,斑点掩模法(Speckle-Masking)即为斑点干涉像复原方法的一种,我们用它对日面中心的宁静区米粒进行处理,复原出了分辨率不劣于0.″5的白光米粒像。 展开更多
关键词 太阳物理 小尺度结构 高分辨观测 像复原
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大型射电望远镜类Stewart平台的奇异性研究 被引量:6
17
作者 仇原鹰 杜敬利 +2 位作者 段宝岩 彭勃 南仁东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期135-139,共5页
将大型射电望远镜的悬索馈源舱体系统类比于Stewart平台,对其进行奇异性的研 究。考虑柔性悬索只能承受拉力的特点和天文观测的要求,分析了馈源 舱的可实现工作空间。基于系统的非线性静力平衡方程,根据力传递Jacobian矩阵的行列式 ... 将大型射电望远镜的悬索馈源舱体系统类比于Stewart平台,对其进行奇异性的研 究。考虑柔性悬索只能承受拉力的特点和天文观测的要求,分析了馈源 舱的可实现工作空间。基于系统的非线性静力平衡方程,根据力传递Jacobian矩阵的行列式 和条件数,剖析了工作空间内部的力奇异性。研究结果为确定系统工作空间提供了依据,为 改进系统结构设计,消除奇异性提供了参考。 展开更多
关键词 大型射电望远镜 悬索舱体结构 STEWART平台 奇异性
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射电天文相控阵馈源技术发展综述 被引量:4
18
作者 王凯 陈卯蒸 +6 位作者 马军 宁云炜 曹亮 闫浩 李健 段雪峰 项斌斌 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2021年第3期377-402,共26页
相控阵馈源是近年在射电天文领域新兴的一种阵列天线接收系统,在射电望远镜焦平面上以矩形、六边形等方式排布电小天线单元阵列。通过波束合成对各个阵元施加不同的激励,调控各个阵元的幅度与相位,使得各波束相互交叠、相位中心紧密相邻... 相控阵馈源是近年在射电天文领域新兴的一种阵列天线接收系统,在射电望远镜焦平面上以矩形、六边形等方式排布电小天线单元阵列。通过波束合成对各个阵元施加不同的激励,调控各个阵元的幅度与相位,使得各波束相互交叠、相位中心紧密相邻,从而能够对焦平面区域进行完全采样,实现连续的视场覆盖以提高巡天效率。从焦平面阵列出发,对比介绍了相控阵馈源及多波束技术;之后进一步详细描述了现今世界范围内相控阵馈源技术前沿研究,其中主要包括美国的NARO,荷兰的ASTRON,加拿大的DRAO和澳大利亚的CSIRO等研究机构在PAF研制方面的具体工作;之后介绍了国内在大科学装置及SKA等大科学工程推动下开展的相控阵馈源的技术预研及工程实践;最后针对现有相控阵馈源技术发展,提出了该项技术未来的研究难点及发展方向。 展开更多
关键词 射电望远镜 接收机 多波束技术 相控阵馈源
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巨型望远镜(FAST)反射面结构健康监测系统 被引量:3
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作者 范峰 金晓飞 +1 位作者 王化杰 陈明 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1-6,共6页
为了保证结构安全性和实用性,研究并设计了500 m口径球冠状射电望远镜FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)反射面结构健康监测系统.针对其结构特点以及反射面特殊的主动变位工作状态,提出系统总体设计方案,研... 为了保证结构安全性和实用性,研究并设计了500 m口径球冠状射电望远镜FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)反射面结构健康监测系统.针对其结构特点以及反射面特殊的主动变位工作状态,提出系统总体设计方案,研究了传感器与数据采集子系统,对传感器进行选型和测点优化布置,优化配置数据采集硬件系统并运用LabVIEW开发了专用数据采集软件系统;开发了数据管理子系统,采用SQL Server建立中心数据库,采用Delphi设计了数据管理操作界面;以Delphi为核心程序建立系统集成平台;提出了有效、适用的结构安全评定和预警方法.大部分系统功能已在FAST 30 m缩尺模型结构试验中成功应用. 展开更多
关键词 FAST 索网结构 健康监测 安全评估
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用于射电天文数字频谱仪的新进展 被引量:5
20
作者 林镇辉 姚骑均 杨戟 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2008年第2期175-183,共9页
根据在射电天文频谱观测中出现的新需求,介绍了近年来数字技术的新进展.达到GHz采样速率的多位高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)、海量数字处理芯片现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)以及运行在这... 根据在射电天文频谱观测中出现的新需求,介绍了近年来数字技术的新进展.达到GHz采样速率的多位高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)、海量数字处理芯片现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)以及运行在这些芯片上的并行快速傅里叶变换知识产权(Fast Fourier Transform Intellectual Property,FFT IP)内核,结合高性能数据总线的系统集成,为射电天文构建新型FFT频谱仪提供了可能的技术选择.与现有其他类型频谱仪相比,集成了这些新技术的数字型FFT频谱仪有更大的带宽、更高的谱分辨率、更高的动态范围和整体稳定性,此类频谱仪的出现显示了射电频谱技术已经进入了新一代数字技术应用的阶段. 展开更多
关键词 天文观测设备与技术 射电频谱仪 模数转换器 现场可编程门阵列 IP内核 实时FFT PCI总线
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