毫秒脈沖星平均脈沖消色散和去噪方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-28 05:55
毫秒脈沖星最顯著的特征之一是其自轉(zhuǎn)頻率的高精確性和高穩(wěn)定性,可與原子鐘媲美。雖然脈沖星輻射的脈沖功率極強(qiáng),但地面射電天文站接收到的毫秒脈沖星脈沖到達(dá)時(shí)間的流密度僅為約0.01mJy至百mJy,信號(hào)被淹沒(méi)在強(qiáng)大的噪聲背景中,信號(hào)的檢測(cè)處理難度較大。對(duì)于毫秒脈沖星用于計(jì)時(shí)領(lǐng)域來(lái)講,指標(biāo)要求又高,因此,毫秒脈沖星計(jì)時(shí)系統(tǒng)中弱信號(hào)的檢測(cè)、去噪及消色散等成為既重要又關(guān)鍵的研究課題。本文闡述了脈沖星平均脈沖累加和消色散原理、方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并給予分析;在比較分析基礎(chǔ)上,優(yōu)選出認(rèn)為在去噪算法方面頗具優(yōu)勢(shì)的小波算法:采用不同閾值函數(shù)去噪方法對(duì)現(xiàn)有的毫秒脈沖星PSR 0437-4715的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和處理,進(jìn)而將不同算法處理結(jié)果用信噪比和均方根誤差兩個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了定性、定量的評(píng)估,并將不同算法的結(jié)果進(jìn)行比較分析。同時(shí),應(yīng)用基于小波變換的空域相關(guān)性去噪法,及提出一種自適應(yīng)閾值調(diào)整去噪方法進(jìn)行了實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析,認(rèn)為自適應(yīng)閾值調(diào)整去噪方法對(duì)處理毫秒脈沖星TOA數(shù)據(jù),達(dá)到了很好的濾波效果,值得深化和推舉。此外,還利用高階統(tǒng)計(jì)量法、卡爾曼及粒子濾波等方法對(duì)同一顆脈沖星數(shù)據(jù)進(jìn)行了去噪、濾波...
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
脈沖星磁層和輻射區(qū)原理示意圖川Fig.1一1SehematiediagramofPulsars’magneticlayerandradiateonarea
觀測(cè)就是對(duì)選定觀測(cè)對(duì)象在固定的觀測(cè)頻率上獲得一系列的脈沖到達(dá)時(shí)間,觀測(cè)的時(shí)間間隔一般為幾周,且連續(xù)多年進(jìn)行監(jiān)測(cè)。TOA的測(cè)量是以原子鐘為參考的。1983年建立起脈沖到達(dá)時(shí)間 PTOA(PSRtimeofArrival)觀測(cè)系統(tǒng)‘”’。圖1一4給出了單通道脈沖星平均輪廓觀測(cè)系統(tǒng)框圖。一一刁一噪聲源A BBBPFFF PPPLOOO第一級(jí)前放和極化器第二級(jí)常溫前放1380一1700MHz混頻 13(X)MHz中放(8仆一60()MHz)一一/︸一器?一入z|一//一波IP]下|土叉、︶|土一土灘丫I一不﹄、一\、一涯一一、一哎﹄檢波放大降降頻轉(zhuǎn)換器 器……… … … … … … … … … …書一’MHZ_}少機(jī)采集記錄多通道濾波器數(shù)字化器控制線__一_一IMHz-一--一IPPS一-一0.2PPS數(shù)據(jù)線Ul,一{MJD_}儒略U“一!Pcl·D10一%…{Pc不石訪二癡“一{j啞二}Pc機(jī)~操作系統(tǒng)圖1一單通道脈沖星平均輪廓觀測(cè)系統(tǒng)框圖Fig.l礴 DiagramofsingleehannelPulsarmeanProfilesurveillaneesystem.2毫秒脈沖星.2.1毫秒脈沖星的特點(diǎn)毫秒脈沖星的發(fā)現(xiàn),又使脈沖很的研究增添光彩。它們周期短,但年齡老,磁場(chǎng)低,
觀測(cè)的結(jié)果‘”,。從圖中可以明顯看出不同通道脈沖的到達(dá)時(shí)間不同,把這16個(gè)通道的脈沖經(jīng)過(guò)時(shí)延改正后疊加起來(lái)就是消色散接收機(jī)給出的最后結(jié)果。很明顯,該接收機(jī)的色散展寬與帶寬 5MHz的單通道接收機(jī)相同,而其靈敏度卻是后者的4倍。圖2一1偽)是把上述16個(gè)通道的脈沖未經(jīng)時(shí)延改正直接疊加得到的結(jié)果,它相當(dāng)于帶寬80MHZ的單通道接收機(jī)接收到的脈沖輪廓,可以看出,它的色散展寬要大得多。III”‘” }}}lll、一.~.一-一~-~一--~產(chǎn)卜~一-一~--.-一-.一一刁刁...’ {lll...、‘ lll二二, .111...、 III卜卜=二一二一,t二二=二=二一=月 月III,‘ !!!111.弓 lll...‘ lll 111LIII,,‘ lll---.八八圖2一1(a)脈沖星 PSR0740-28的16頻率通道的觀測(cè)結(jié)果,每個(gè)通道的頻段寬度為SMHz
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MATLAB與C++Builder結(jié)合編程技術(shù)分析[J]. 劉軍,沈勇,王海東. 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[2]小波分析在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[J]. 張仁輝,杜民. 計(jì)算機(jī)仿真. 2005(08)
[3]自適應(yīng)小波閾值去噪在光譜信號(hào)處理中的應(yīng)用[J]. 魯亞光. 光譜實(shí)驗(yàn)室. 2004(03)
[4]基于一種新的閾值函數(shù)的小波域信號(hào)去噪[J]. 張維強(qiáng),宋國(guó)鄉(xiāng). 西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)
[5]一種基于三階累積量的準(zhǔn)則及自適應(yīng)濾波算法[J]. 高鷹,謝勝利. 電子與信息學(xué)報(bào). 2002(09)
[6]脈沖星磁場(chǎng)的演化[J]. 孫曉輝,韓金林. 天文學(xué)進(jìn)展. 2002(02)
[7]一種新的基于高階統(tǒng)計(jì)量的自適應(yīng)濾波算法[J]. 趙知?jiǎng)? 電子學(xué)報(bào). 2000(12)
[8]脈沖星輻射區(qū)的特性——來(lái)自各種脈沖的信息[J]. 吳鑫基. 天文愛(ài)好者. 2000(01)
[9]基于累積量的遞歸最小二乘算法研究[J]. 詹望,楊福生. 信號(hào)處理. 1999(03)
[10]毫秒脈沖星[J]. 吳鑫基. 天文愛(ài)好者. 1999(03)
本文編號(hào):3411364
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
脈沖星磁層和輻射區(qū)原理示意圖川Fig.1一1SehematiediagramofPulsars’magneticlayerandradiateonarea
觀測(cè)就是對(duì)選定觀測(cè)對(duì)象在固定的觀測(cè)頻率上獲得一系列的脈沖到達(dá)時(shí)間,觀測(cè)的時(shí)間間隔一般為幾周,且連續(xù)多年進(jìn)行監(jiān)測(cè)。TOA的測(cè)量是以原子鐘為參考的。1983年建立起脈沖到達(dá)時(shí)間 PTOA(PSRtimeofArrival)觀測(cè)系統(tǒng)‘”’。圖1一4給出了單通道脈沖星平均輪廓觀測(cè)系統(tǒng)框圖。一一刁一噪聲源A BBBPFFF PPPLOOO第一級(jí)前放和極化器第二級(jí)常溫前放1380一1700MHz混頻 13(X)MHz中放(8仆一60()MHz)一一/︸一器?一入z|一//一波IP]下|土叉、︶|土一土灘丫I一不﹄、一\、一涯一一、一哎﹄檢波放大降降頻轉(zhuǎn)換器 器……… … … … … … … … … …書一’MHZ_}少機(jī)采集記錄多通道濾波器數(shù)字化器控制線__一_一IMHz-一--一IPPS一-一0.2PPS數(shù)據(jù)線Ul,一{MJD_}儒略U“一!Pcl·D10一%…{Pc不石訪二癡“一{j啞二}Pc機(jī)~操作系統(tǒng)圖1一單通道脈沖星平均輪廓觀測(cè)系統(tǒng)框圖Fig.l礴 DiagramofsingleehannelPulsarmeanProfilesurveillaneesystem.2毫秒脈沖星.2.1毫秒脈沖星的特點(diǎn)毫秒脈沖星的發(fā)現(xiàn),又使脈沖很的研究增添光彩。它們周期短,但年齡老,磁場(chǎng)低,
觀測(cè)的結(jié)果‘”,。從圖中可以明顯看出不同通道脈沖的到達(dá)時(shí)間不同,把這16個(gè)通道的脈沖經(jīng)過(guò)時(shí)延改正后疊加起來(lái)就是消色散接收機(jī)給出的最后結(jié)果。很明顯,該接收機(jī)的色散展寬與帶寬 5MHz的單通道接收機(jī)相同,而其靈敏度卻是后者的4倍。圖2一1偽)是把上述16個(gè)通道的脈沖未經(jīng)時(shí)延改正直接疊加得到的結(jié)果,它相當(dāng)于帶寬80MHZ的單通道接收機(jī)接收到的脈沖輪廓,可以看出,它的色散展寬要大得多。III”‘” }}}lll、一.~.一-一~-~一--~產(chǎn)卜~一-一~--.-一-.一一刁刁...’ {lll...、‘ lll二二, .111...、 III卜卜=二一二一,t二二=二=二一=月 月III,‘ !!!111.弓 lll...‘ lll 111LIII,,‘ lll---.八八圖2一1(a)脈沖星 PSR0740-28的16頻率通道的觀測(cè)結(jié)果,每個(gè)通道的頻段寬度為SMHz
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MATLAB與C++Builder結(jié)合編程技術(shù)分析[J]. 劉軍,沈勇,王海東. 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[2]小波分析在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[J]. 張仁輝,杜民. 計(jì)算機(jī)仿真. 2005(08)
[3]自適應(yīng)小波閾值去噪在光譜信號(hào)處理中的應(yīng)用[J]. 魯亞光. 光譜實(shí)驗(yàn)室. 2004(03)
[4]基于一種新的閾值函數(shù)的小波域信號(hào)去噪[J]. 張維強(qiáng),宋國(guó)鄉(xiāng). 西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)
[5]一種基于三階累積量的準(zhǔn)則及自適應(yīng)濾波算法[J]. 高鷹,謝勝利. 電子與信息學(xué)報(bào). 2002(09)
[6]脈沖星磁場(chǎng)的演化[J]. 孫曉輝,韓金林. 天文學(xué)進(jìn)展. 2002(02)
[7]一種新的基于高階統(tǒng)計(jì)量的自適應(yīng)濾波算法[J]. 趙知?jiǎng)? 電子學(xué)報(bào). 2000(12)
[8]脈沖星輻射區(qū)的特性——來(lái)自各種脈沖的信息[J]. 吳鑫基. 天文愛(ài)好者. 2000(01)
[9]基于累積量的遞歸最小二乘算法研究[J]. 詹望,楊福生. 信號(hào)處理. 1999(03)
[10]毫秒脈沖星[J]. 吳鑫基. 天文愛(ài)好者. 1999(03)
本文編號(hào):3411364
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