[发明专利]利用辅助天线对消电场噪声的低频射电天文观测仪

说明书

本发明公开了一种利用辅助天线对消电场噪声的低频射电天文观测仪，包括：接收天线，用于接收低频射电天文电场信号；辅助天线，其长度短于所述接收天线的长度，用于接收低频噪声信号；多通道前置放大器，用于将所述低频射电天文电场信号和所述低频噪声信号放大后输出；电子学单元，用于将所述低频噪声信号放大和反相后与所述低频射电天文电场信号叠加。本发明增加一根辅助天线，利用辅助天线接收到的卫星平台低频噪声信号，经过反相和放大处理，然后与低频接收天线的接收信号相叠加，这样就会抵消掉低频接收天线接收的卫星平台低频干扰噪声信号，有效地提高接收信号的信噪比。

技术领域

本发明属于星载低频射电天文信号探测技术领域，特别涉及一种利用辅助天线对消电场噪声的低频射电天文观测仪。

背景技术

宇宙天体起源演化是自然科学中的基本问题之一，可在无线电波波段使用射电望远镜来探究。在低频射电波段对来自太阳、行星和其它宇宙天体的电波信号进行精确测量，可为探究这些问题做出独特的贡献。地面射电观测中，地球的电离层和磁层等离子体吸收和遮挡了低于20MHz频率的外太空电磁波，使得宇宙空间中低于5MHz的电磁波频率几乎在任何时段和区域都难以通过地球的电离层到达地面，在地球上无法实施观测。特别地，频率在100KHz～1MHz的射电天文观测即使在空间也非常有限，几乎是天文电磁波谱的一个空白领域。

早在1965年前苏联就发表了3JIEKTPOH-2和-4号卫星的观测资料，第一次证实了从地球磁层有逃逸的无线电辐射。1968年发射的环绕地球运行的RAE-1卫星，探测频率为200kHz～200MHz，其测量发现来自地球的AKR严重影响了在AKR覆盖的波段内对天体低频无线电波的观测。1973年RAE-2卫星发射到了月球轨道进行空间电磁波的探测，轨道高度1100km，探测频率为25kHz～13.1MHz，由于远离地球，来自地球的干扰降低了1-3个量级，探测到了很有价值的科学数据，但其接收机只能接收空间低频电磁波的总能流，不能测量极化信息，同时其探测分辨率较低。

自七十年代以来，空间太阳射电探测渐渐成为一个持续的热点，除美国发射的RAE-1，RAE-2射电天文专用卫星外，几乎每个大的空间计划都有太阳射电的项目，如WIND/Waves、STEREO/SWAVES、Ulysses等，还对木星和太阳系其他大行星低频射电进行了探测。到1987年止，已有30多颗卫星进行了太阳射电空间观测。它们分别探测到用其它别的手段无法替代的有关太阳等天体低频辐射的特性及行星际空间、太阳风等离子体特性的重要科学信息。

在空间中用于探测低频射电天文信号的低频接收天线安装在卫星平台上，卫星平台上的其他电子设备也会不停地发射低频电场噪声，会对低频射电信号产生很大的干扰，甚至完全淹没空间的低频射电信号，为空间低频射电天文信号的探测和处理带来了很大的困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种利用辅助天线对消电场噪声的低频射电天文观测仪，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种利用辅助天线对消电场噪声的低频射电天文观测仪，包括：

接收天线，用于接收低频射电天文电场信号；

辅助天线，其长度短于所述接收天线的长度，用于接收低频噪声信号；

多通道前置放大器，其通道数量与所述接收天线和辅助天线数量之和相等，且各通道分别与所述接收天线、辅助天线连接，用于将所述低频射电天文电场信号和所述低频噪声信号放大后输出；

电子学单元，与所述多通道前置放大器连接，用于将所述低频噪声信号反相后与所述低频射电天文电场信号叠加，以对消掉所述低频射电天文电场信号中的噪声信号。

在进一步的实施方案中，所述辅助天线为电小天线，其尺寸为小于十分之一最高工作频率波长。