【摘 要】
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天体辐射的电磁波可以反映天体的特征和状态,这是研究行星的重要方法。射电天文信号的采样频率都是很高的,有的甚至达到吉赫兹频段。如果采样频率过高,那么快速傅里叶变换(FF
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天体辐射的电磁波可以反映天体的特征和状态,这是研究行星的重要方法。射电天文信号的采样频率都是很高的,有的甚至达到吉赫兹频段。如果采样频率过高,那么快速傅里叶变换(FFT)的分析点数不可能很高,导致频率分辨率很低,而细化的频谱有助于了解天体构造。基于复解析带通滤波器细化方法在FFT的分析点数不增加的情况下,可以降低采样频率,提高频率分辨率,在射电天文信号处理中有重要的应用价值。本文首先介绍了频谱校正中常用的比值法、FFT + FT法、能量重心法和相位差校正法的原理及实现过程,分析比较了四种方法的优缺点,并通过仿真实验证明这些方法不适用于密集频谱的校正。比值法算法简单,校正效果较好,运算速度快;能量重心法的负频率部分对精度的影响较大;FFT + FT法不加大样本长度,但运算速度较慢;相位差校正法通用性好,校正精度高。但这四种方法只针对单频率信号或者间隔较远的频率成分,而射电天文信号的频谱是密集的,采集的信号数据量很大。所以本文采用基于复解析带通滤波器的细化方法和比值校正方法相结合的综合校正方法,它有精度高,不用进行复杂的频率调整的优点,可以提高射电天文信号频率分辨率。并详细介绍了该方法的原理、算法步骤和实现过程,进行了仿真实验。采用本文方法校正前的频率分辨率为195312.5Hz,校正后频率分辨率为1953.125Hz,频率分辨率提高了 100倍。仿真实验结果表明:采用基于复解析带通滤波器细化方法和比值法的综合校正频谱的方法能够细化射电天文信号的频谱,提高射电天文信号的频率分辨率,有较高的校正精度,这将有助于天文学家了解天体的构造。
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