使用基于PXI的仪器和高速流盘技术进行下一代射电天文接收机算法原型开发

　　另外，对于射电天文学而言,比较独特的是需要测量随机极化信号的部分极化，通常极化低于1%。在传统系统中，成为直接式收发转换器(OMT)的被动电磁设备插入在天线和第一个低噪声放大器之间，将信号的正交部分分解为两个独立输出。尽管这些设备的性能很好，但它们比较笨重，难以封装，降低了效率，限制了它们在高集成紧凑接收器中的使用。数字正交模转换器(DOMT)和DSSM一样避免了这个问题。

　　使用基于NI PXI的数据采集和流盘技术的算法开发

　　最后，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，实现实时运行。但是，标定和处理算法需要更广的开发和测试。因此，我们需要足够灵活的系统，对多个接收器概念进行原型开发，并使用不同算法重复比较相同数据的后期处理，同时仍然对八个通道高速同步采集大量数据。NI HDD-8263与PXI数据采集模块结合在一起可以满足这些需求。

　　对DSSM的初始测试，我们使用工作在500 MS/s的NI PXI-5152双通道采样器，采集相内和1250到1650 MHz前端的正交输出。我们使用带有1 TB存储容量的NI HDD-8263 RAID流盘系统，对数据进行缓存和存储。最大128 MB缓存以128 ms突发记录数据。这为数字校正系数标定和超过60 dB的边带分离测量提供了足够的信噪比。

　　带有四个DSSM接收机的8到12 GHz DOMT的后续测试使用相同的NI HDD-8263系统存储数据。在设置中，我们使用工作在60 MS/s的NI PXIe-8105八通道采样器。每个通道从模拟硬件的四个极化向量采集相内或正交相位成分。在这个例子中，以1.08 s突发记录数据。

　　通过将数据用流盘技术传送到磁盘，用软件对结果进行后期处理，我们在完成复杂昂贵的FPGA实现之前，对算法进行微调以得到最佳性能。

　　结果

　　我们使用NI数据采集和数据流盘硬件，相比使用实时硬件信号处理实现而言，我们更有效、成本更低地为DSSM和DOMT开发标定和校正算法。我们开发的算法和校正参数十分强大、精确并且在不同温度下稳定。DSSM原型系统在单一标定之后实现了在12 °C温度变换范围内高于50 dB边带隔离，同时一次采集整个L频带(1250至1650 MHz)。两个DOMT原型系统、三探头和四探头版本实现了在10 °C温度范围内，一次标定实现高于50 dB的极化隔离，同时采集9 GHz附近的60 MHz宽带。

　　有了这些结果，我们有信心在更大带宽下用FPGA硬件实现实时算法。