Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса
анализа космических радиоизлучений в спектральных линиях

Программное обеспечение предназначено для аппаратно-программного комплекса анализа космических радиоизлучений в спектральных линиях, построенного на основе штатного оборудования радиотелескопа РТФ-32 и анализатора сигналов NI-5620. Оно позволяет проводить амплитудную калибровку приемно-усилительного тракта радиотелескопа и определять спектральные компоненты сигнала в единицах шумовой температуры или спектральной плотности потока электромагнитной энергии. Программное обеспечение разработано в среде графического программирования LabVIEW и отлажено на действующем анализаторе NI-5620 в ИПА РАН.

Программный интерфейс предоставляет пользователю полный набор функций для проведения спектральных наблюдений в режиме реального времени с возможностью сохранения данных для последующей вторичной обработки. С помощью интерфейсного окна (рис. 1) пользователь задает параметры, необходимые для проведения спектрального анализа космических сигналов, а также интересующие радиоастрономов сопутствующие данные, которые должны быть зафиксированы в файле при регистрации спектра. В графическом поле отображается усредненный спектр в выбранных единицах измерения (Вт, К, Ян).

Окно программы управления анализатором спектра

При наблюдениях с помощью аппаратно-программного комплекса на базе NI-5620 используется следующая схема включения аппаратуры:

Схема включения аппаратуры для проведения амплитудной калибровки спектров
А - антенна радиотелескопа. НО - направленный ответвитель. РПУ - радиоастрономическое широкополосное приемное устройство.
СПС - система преобразования сигналов. ГШ - модулируемый генератор шума.

Принимаемые антенной сигналы через направленный ответвитель поступают на вход радиоастрономического приемного устройства, переносящего полосу рабочих частот сигналов в область промежуточных частот (обычно в диапазоне 100 - 1000 МГц), в которой работает видеоконвертор системы преобразования сигналов (СПС). Видеоконвертор СПС предварительно настраивают на начальную частоту полосы, в которой будет проводиться анализ спектра. Полоса пропускания видеоконвертора СПС выбирается равной или чуть большей, чем полоса анализа. В течение всего времени наблюдения сигнала частота настройки гетеродина видеоконвертора остается неизменной.

Обобщенный алгоритм программы анализа спектров космического радиоизлучения с помощью аппаратуры NI-5620

Алгоритм работает следующим образом.

Сразу после запуска программа производит попытку инициализации аппаратуры. В случае возникновения ошибок или отсутствия необходимого оборудования выдается код ошибки с пояснениями и программа завершает свою работу. Если нет никаких проблем с аппаратурой, программа переходит к ожиданию действий пользователя. После ввода всех необходимых исходных данных и проверки их корректности пользователь должен нажать кнопку Start чтобы начать работу.

Управление формирователем импульсов модулирующего напряжения, необходимого для модулирования генератора шума, осуществляется посредством установки сигнальной линии REN порта GPIB в состояние логического "0" или "1". Сразу после запуска программа управления анализатором формирует на выводе REN уровень лог. "0", что соответствует состоянию генератора шума "выкл". По завершению считывания последовательности данных необходимого размера и вычисления реализации спектра (время tан) на выводе REN формируется уровень лог. "1" с последующим сбором данных и вычислением реализации спектра. Далее цикл повторяется. Реализации спектров при включенном и выключенном ГШ накапливаются по отдельности. Таким образом генератор шума модулируется меандром с частотой 2 tан.

Далее по спектрам, вычисленным при включенном и выключенном генераторе шума в соответствии с методом, описанным в [1], вычисляется коэффициент передачи приемно-усилительного тракта, что дает возможность пересчета мощностей на вход приемника.

Литература.
1. Кольцов Н.Е. Метод амплитудной калибровки энергетических спектров узкополосных космических радиоизлучений. Труды ИПА РАН. Вып. 14.-СПб, ИПА РАН, 2006.


На предыдущую страницу
На первую страницу