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一种用于深空探测的Chirp变换频谱分析仪设计与实现

王业欢 董晓龙 朱迪 刘梦伟 宫俊杰

王业欢, 董晓龙, 朱迪, 刘梦伟, 宫俊杰. 一种用于深空探测的Chirp变换频谱分析仪设计与实现[J]. 空间科学学报, 2021, 41(6): 945-953. doi: 10.11728/cjss2021.06.945
引用本文: 王业欢, 董晓龙, 朱迪, 刘梦伟, 宫俊杰. 一种用于深空探测的Chirp变换频谱分析仪设计与实现[J]. 空间科学学报, 2021, 41(6): 945-953. doi: 10.11728/cjss2021.06.945
WANG Yehuan, DONG Xiaolong, ZHU Di, LIU Mengwei, GONG Junjie. Design and Implementation of a Chirp Transform Spectrometer for Deep Space Exploration[J]. Journal of Space Science, 2021, 41(6): 945-953. doi: 10.11728/cjss2021.06.945
Citation: WANG Yehuan, DONG Xiaolong, ZHU Di, LIU Mengwei, GONG Junjie. Design and Implementation of a Chirp Transform Spectrometer for Deep Space Exploration[J]. Journal of Space Science, 2021, 41(6): 945-953. doi: 10.11728/cjss2021.06.945

一种用于深空探测的Chirp变换频谱分析仪设计与实现

doi: 10.11728/cjss2021.06.945
基金项目: 

北京市科委实验室共建项目资助(Y9DOZ4BL50)

详细信息
    作者简介:

    董晓龙,E-mail:dongxiaolong@mirslab.cn

  • 中图分类号: TN98;P111.3

Design and Implementation of a Chirp Transform Spectrometer for Deep Space Exploration

  • 摘要: 根据深空探测对频谱分析仪抗辐射、高分辨率、低功耗的需求,研究一种基于Chirp变换的高分辨率频谱分析仪设计及其实现.利用中心频率为1GHz、带宽为400MHz、色散时间为10μs的声表面波滤波器,提出了一种模拟和数字相结合的高分辨率频谱分析仪设计方案,并搭建原理实验系统完成了实测验证,其分析带宽为400MHz,频率分辨率达到152kHz,功耗约为3.6W.分析了压缩线器件非理想特性对频率分辨率的影响,利用实测压缩线频率响应特性获得幅度和相位补偿曲线,对展宽线信号进行幅相失配补偿.仿真结果表明,该补偿方法可将频率分辨率提高至108kHz.

     

  • [1] YU Xiaoyou, LI Renfa, YU Fang, et al. Terahertz (THz) technology and its application in deep space exploration[C]//Proceedings of the Fifth Annual Conference of Deep Space Exploration Technology Committee of Chinese Astronautical Society. Beijing:2008:220-223(余小游, 李仁发, 余方, 等. 太赫兹(THz)技术及其在深空探测中的应用[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集. 北京:2008:220-223)
    [2] COLLINS J D, SCIARRETTA W A, LI Shuyun. Signal processing with CCD technology and SAW technologies[J]. Radar ECM, 1981, 8:20-30(COLLINS J D, SCIARRETTA W A, 李淑云. 采用CCD技术和SAW技术的信号处理[J]. 雷达与对抗, 1981, 8:20-30)
    [3] YAN Dashuai, ZHANG Dehai, LU Hao. Design of 2.4GHz spectrum analyzer digital unit based on FPGA[J]. Elect. Design Eng., 2017, 25(10):166-173(闫大帅, 张德海, 陆浩. 基于FPGA的频谱仪2.4GHz数字单元设计[J]. 电子设计工程, 25(10):166-173)
    [4] WANG Jingsheng. Experimental scheme of solar meter wave radio acousto-optic spectrometer[J]. Astron. Res. Technol., 1979, 4:21-27(王京生. 太阳米波射电声光频谱仪实验方案[J]. 天文研究与技术, 1979, 4:21-27)
    [5] WU Ran, ZHU Ji, LIU Biao, et al. Acousto-optics frequency spectrum analyzer achieving real-time frequency detection of the wide-band signals[J]. Infrared Laser Eng., 2006, 35(S4):371-376(吴冉, 朱吉, 刘彪,等. 实现宽带信号实时测频的声光频谱分析仪[J]. 红外与激光工程, 2006, 35(S4):371-376)
    [6] WANG Shulan, FU Qijun, JI HuiRong, et al. 1~2GHz microwave I!I!I type eruption in solar radio fast spectrometer on observation[J]. Acta Astrophys. Sin., 1999, 19(3):324-332(王淑兰, 傅其骏, 姬慧荣, 等. 微波Ⅲ型爆发在1~2GHz太阳射电快速频谱仪上的观测[J]. 天体物理学报, 1999, 19(3):324-332)
    [7] HE Xiaoqi. A Chirp-Transform Based Broadband and Low Power Consumption Spectrum Analyzer[D]. Beijing:University of Chinese Academy of sciences (National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences), 2018(贺小琦. 基于Chirp变换的宽带、低功耗空间探测频谱仪技术研究[D]. 北京:中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2018)
    [8] GULKIS S, FRERKING M, CROVISIER J, et al. MIRO:Microwave Instrument for Rosetta Orbiter[J]. Space Sci. Rev., 2007, 128(1/2/3/4):561-597
    [9] MIKKO, KOTIRANTA, KARL, et al. Optical design and analysis of the submillimeter-wave instrument on JUICE[J]. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 2018, 99:1
    [10] (范江涛, 马冠一, 万庆涛, 等. Chirp信号在天文观测中的应用[J]. 天文研究与技术, 2017, 14(4):443-451

    FAN Jiangtao, MA Guanyi, WAN Qingtao, et al. Chirp signal application in astronomical observation[J]. Astron. Res. Technol., 2017, 14(4):443-451
    [11] OSTERSCHEK K, HARTOGH P. A fast, high resolution chirp transform spectrometer for atmospheric remote sensing from space[C]//International Geoscience & Remote Sensing Symposium. Espoo:IEEE, 1991:979-982
    [12] HARTOGH P, HARTMANN G K. A high-resolution chirp transform spectrometer for microwave measurements[J]. Meas. Sci. Technol., 1990, 1(1):592
    [13] OTTO O W. The Chirp Transform Signal Processor[C]//Ultrasonics Symposium. Annapolis:IEEE, 1976:365-370
    [14] JACK M A, GRANT P M, COLLINS J H. The theory, design, and applications of surface acoustic wave Fourier-transform processors[J]. Proc. IEEE, 2005, 68(4):450-468
    [15] PENG jiangling, LIU Jixue, ZHANG Zhengrong, et al. Chirp Fourier transformer[J]. Piezoelect. Acousto-Optics, 2005, 27(1):4-6(彭江陵, 刘积学, 张峥嵘, 等. Chirp傅里叶变换器[J]. 压电与声光, 2005, 27(1):4-6)
    [16] CAO Liang. The development of surface wave acoustic wave technology and industry in China[J]. Tech. Acoust., 2013, 21(6):9-12(曹亮. 我国声表面波技术和产业的发展[J]. 声学技术, 2013, 21(6):9-12)
    [17] (王敏, 徐文秋. 声表面波色散延迟线的原理及应用[J]. 电子技术, 1981, 5:19-22

    WANG Min, XU Wenqiu. Principle and application of acoustic surface wave dispersion delay line[J]. Electron. Technol., 1981, 5:19-22
    [18] SHEN Xiannian. Design and research of a surface acoustic wave filter[J]. China New Telecommun., 2012, 23:77-78(沈献念. 一种声表面波滤波器的设计与研究[J]. 中国新通信, 2012, 23:77-78)
    [19] XIE Tao, ZHANG Deping, LUO Hui, et al. Design of AD9914-based new coherent signal source for all-digital wideband millimeter-wave[J]. Modern Electron. Tech., 2015, 38(11):50-53(谢滔, 张德平, 罗慧, 等. 基于AD9914的新型全数字宽带毫米波相参信号源设计[J]. 现代电子技术, 2015, 38(11):50-53)
    [20] HE Xiaoqi, DONG Xiaolong, ZHU Di, et al. Design and test of a broadband low-power spectrometer for deep space exploration[J]. Elect. Design Eng., 2019, 27(3):178-183,188(贺小琦, 董晓龙, 朱迪, 等. 一种用于深空探测的宽带低功耗频谱仪的设计与试验[J]. 电子设计工程, 2019, 27(3):178-183,188)
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-07
  • 修回日期:  2021-01-27
  • 刊出日期:  2021-11-15

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