应战:
运用现代数字核算的最新进展，开发下一代高功能、小型集成射电航天接收机，尽可能与天线输入挨近地对信号进行数字化尽可能与天线馈电挨近地对信号进行数字化。
图：正伯德绿色银行望远镜罗伯特（技嘉）用来测验原型DSSM © NRAO /投资者联盟/美国国家科学基金会
解决方案:
运用NI采样、数据收集（DAQ）和数据流盘硬件，收集定制规划的微波前端的输出，并测验数字标定边带别离和高精度、高安稳性极化阻隔的新算法。
”运用NI数据收集和数据流盘硬件，咱们为DSSM和DOMT开发了标定和校对算法，比较运用实时硬件信号处理实际问题，咱们的处理办法更有用、本钱更低。”
美国国家射电地理台（NRAO）是美国国家科学基金会（NSF）赞助的组织，担任美国和世界各地地理学家运用的射电地理设备的制作、保护和运作。中心开发实验室（CDL）是NRAO的首要研讨和开发团队。
突破性的射电地理研讨依赖于低噪声接收器和宽带数据传输体系。虽然这些体系在本钱、分量和尺度上都更小，可是比现在的高端体系更牢靠、可重复性更高，而且无需献身灵敏度。
数字边带别离和极性阻隔
下一代射电仪器需求尽可能挨近地对天线馈电进行数字化，而且将射频至基带转化、模仿至数字转化以及铜导线至光纤转化集成在一体。这包括将部分功能从模仿域转化到数字域，然后能够以最高的保真度进行信号处理。
天然决议了射电地理学家研讨信号的频率、带宽和时域特性，需求比大大都商业运用具有更宽微调规模和更大瞬时带宽的接收机。此外，从通讯规范而言，世界信号非常弱小，因而别离带外信号非常重要。直到最近，呈现了杂乱的下变频体系，它带有多个本地振荡器和中心滤波器，让初级散射混和产品分化频谱，特别是在高度集成的接收器上。更简略的单一下变频、边带别离解决方案都不可行，由于为中频（IF）完结高带宽混和耦合器好不容易，相对受约束的边带别离导致低于20 dB宽带宽。为了防止这个问题，咱们运用数字边带别离混和器（DSSM）防止模仿IF混和体系。DSSM对相内进行数字化并独立对混和器输出进行正交化，数字化地完结更高或更低带宽的终究重建，因而咱们能够创立数学上完美的IF混和体系，校对在前置模仿数字中的任何幅值和相位失衡。
别的，关于射电地理学而言,比较共同的是需求丈量随机极化信号的部分极化，一般极化低于1％。在传统体系中，成为直接式收发转化器（OMT）的被迫电磁设备刺进在天线和第一个低噪声放大器之间，将信号的正交部分分化为两个独立输出。虽然这些设备的功能很好，但它们比较粗笨，难以封装，降低了功率，约束了它们在高集成紧凑接收器中的运用。数字正交模转化器（DOMT）和DSSM相同防止了这个问题。
运用根据NI PXI的数据收集和流盘技能的算法开发
最终，将边带和极化重建所需的信号处理算法编程到现场可编程门阵列（FPGA）固件中，完结实时运转。可是，标定和处理算法需求更广的开发和测验。因而，咱们需求满意灵敏的体系，对多个接收器概念进行原型开发，并运用不同算法重复比较相同数据的后期处理，一起依然对八个通道高速同步收集很多数据。NI HDD-8263与PXI数据收集模块结合在一起能够满意这些需求。
对DSSM的初始测验，咱们运用作业在500 MS/s的NI PXI-5152双通道采样器，收集相内和1250到1650 MHz前端的正交输出。咱们运用带有1 TB存储容量的NI HDD-8263 RAID流盘体系，对数据进行缓存和存储。最大128 MB缓存以128 ms突发记载数据。这为数字校对系数标定和超越60 dB的边带别离丈量供给了满意的信噪比。
带有四个DSSM接收机的8到12 GHz DOMT的后续测验运用相同的NI HDD-8263体系存储数据。在设置中，咱们运用作业在60 MS/s的NI PXIe-8105八通道采样器。每个通道从模仿硬件的四个极化向量收集相内或正交相位成分。在这个比如中，以1.08 s突发记载数据。
经过将数据用流盘技能传送到磁盘，用软件对成果进行后期处理，咱们在完结杂乱贵重的FPGA完结之前，对算法进行微调以得到最佳功能。
成果
咱们运用NI数据收集和数据流盘硬件，比较运用实时硬件信号处理完结而言，咱们更有用、本钱更低地为DSSM和DOMT开发标定和校对算法。咱们开发的算法和校对参数非常强壮、准确而且在不同温度下安稳。DSSM原型体系在单一标定之后完结了在12 °C温度改换规模内高于50 dB边带阻隔，一起一次收集整个L频带（1250至1650 MHz）。两个DOMT原型体系、三探头和四探头版别完结了在10 °C温度规模内，一次标定完结高于50 dB的极化阻隔，一起收集9 GHz邻近的60 MHz宽带。
有了这些成果，咱们有决心在更大带宽下用FPGA硬件完结实时算法。
