本發(fā)明屬于衛(wèi)星運(yùn)行監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種太陽射電爆發(fā)干擾衛(wèi)星信號事件的預(yù)警、預(yù)報系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：太陽是距離地球最近的恒星，在傳遞給地球光和熱的同時，其活動也在各個方面影響著人類的生產(chǎn)、生活，以及人類依存度越來越高的技術(shù)體系。人類目前主要依賴無線電波來進(jìn)行星地-空通信，頻率范圍從數(shù)mhz直至數(shù)十ghz。國際上廣泛使用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(gps、glonass、北斗等)，通過多顆衛(wèi)星為地面設(shè)備提供定位、授時等服務(wù)，在軍事、科考、海洋油氣田鉆探等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射功率一般只有十幾瓦到幾十瓦左右，所使用的頻段，一般在l和s頻段。當(dāng)導(dǎo)航電波到達(dá)地面時，接收到的信號功率大約只有-130dbm左右，其強(qiáng)度非常微弱，因此，地面上的接收信號很容易受到周圍環(huán)境的干擾。排除人為的蓄意干擾外，自然界中導(dǎo)航衛(wèi)星信號的主要干擾源有兩種，一種是當(dāng)gps信號穿過電離層時，電離層中的小尺度不規(guī)則體引起無線電波的散射，造成導(dǎo)航信號強(qiáng)度和相位快速的無規(guī)則起伏和波動，這種現(xiàn)象稱之為電離層閃爍；另一種是來自太陽射電的直接干擾。太陽射電暴期間，太陽射電輻射(無線電)會突然大幅度增加，如果爆發(fā)的頻段覆蓋了導(dǎo)航信號的頻率，就會對gps造成不同程度的射電干擾，主要表現(xiàn)為信噪比下降。觀測表明，強(qiáng)太陽射電爆發(fā)能顯著干擾導(dǎo)航電波的接收，嚴(yán)重時能造成接收機(jī)失鎖、甚至完全中斷，使得應(yīng)用系統(tǒng)失去導(dǎo)航、定位、授時等基本功能。因此，包括美國gps和我國北斗系統(tǒng)在內(nèi)的太陽射電噪聲干擾問題一直是影響衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能的重要影響因素。太陽射電爆發(fā)的輻射強(qiáng)度會達(dá)到寧靜時(約100s.f.u.，1s.f.u.＝10-22w/hzm2)的數(shù)十倍，甚至數(shù)千倍。以2012年3月5日的爆發(fā)為例，在1.0和2.0ghz頻點(diǎn)的輻射強(qiáng)度分別達(dá)到501812和18958s.f.u。射電暴影響gps的流量最小閾值一般認(rèn)為在4000s.f.u.左右，2006年12月太陽日面爆發(fā)了一系列事件，其中在12月日和13日有兩次較強(qiáng)的l波段太陽射電爆發(fā)。圖3-4是l1、l2兩個gps通信頻點(diǎn)的太陽射電流量、載噪比變化、單站所能收到的gps衛(wèi)星數(shù)量以及全球地面站失鎖和定位誤差等情況，發(fā)現(xiàn)兩頻點(diǎn)射電流量的變化與載噪比呈很好的正相關(guān)性。利用已有觀測頻點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不同頻率點(diǎn)太陽活動的流量異常與gps信號失鎖時間的關(guān)系，不難發(fā)現(xiàn)在1415mhz頻率上的太陽射電流量異常與gps導(dǎo)航信號失鎖關(guān)聯(lián)性最大，這與gps工作頻段有密切關(guān)系，結(jié)果如圖5所示。圖6明顯看出，此次射電暴期間，我國的昆明、臺灣、武漢、北京等gps臺站發(fā)生明顯失鎖現(xiàn)象，而且多個臺站、多顆gps衛(wèi)星信號完全中斷長達(dá)6分鐘，射電暴期間，多個臺站鎖定的衛(wèi)星數(shù)目小于4顆，使得gps實(shí)時定位服務(wù)完全失效。我們對日本野邊山射電望遠(yuǎn)鏡(nobeyamaradiopolarimeters)在23周峰年(2000-2005)極大期6年間觀測到的太陽射電爆發(fā)進(jìn)行過粗略統(tǒng)計(jì)。在觀測到456個爆發(fā)中，流量高于1000s.f.u.的有75個，在低頻段(1.0、2.0和3.75ghz)流量高于1000s.f.u.的共計(jì)37個。考慮到norp每天觀測9小時，如按24小時計(jì)算，在峰年極大期間，年均發(fā)生可能影響gps的爆發(fā)的數(shù)量大約是16個。這不論從強(qiáng)度和頻度來看，都是相當(dāng)可觀的，可見太陽射電爆發(fā)是衛(wèi)星導(dǎo)航通信必然的影響因素之一。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的是提供一種基于空地聯(lián)測預(yù)警太陽射電爆發(fā)干擾衛(wèi)星通信的系統(tǒng)，主要適用于從多個能段對太陽爆發(fā)事件進(jìn)行觀測，通過不同能段流量的異常預(yù)警在微波頻段太陽爆發(fā)對衛(wèi)星通信信號帶來的影響。技術(shù)理論分析：1、太陽射電爆發(fā)信號對各個波段無線通信信號的影響情況分析：太陽射電爆發(fā)引入的噪聲在通信系統(tǒng)中可以看作是一個外界疊加進(jìn)入接收機(jī)系統(tǒng)的噪聲，如果該噪聲小于原有系統(tǒng)的噪聲，則該干擾處于系統(tǒng)噪聲以下，被“淹沒”在了原系統(tǒng)噪聲里；對信噪比影響很小。但如果大于或者等于原有系統(tǒng)噪聲，則原系統(tǒng)噪聲將會有所上升，在這里推算一個常溫條件(290k)工作的通信系統(tǒng)的系統(tǒng)噪聲溫度相當(dāng)于多少太陽流量值，以確定當(dāng)太陽射電爆發(fā)流量密度超過該值時會潛在影響通信系統(tǒng)。假設(shè)一個通信系統(tǒng)的工作帶寬是bhz，其工作溫度為t(單位：開爾文)則外界給接收機(jī)帶來噪聲功率為：p＝ktb(1)其中k為波爾茲曼常數(shù)：k＝1.3806505×10-23；各種隨機(jī)噪聲f(單位：w/m2)進(jìn)入天線引入的噪聲功率為：其中g(shù)是天線增益，單位db；λ為觀測波長，單位m；設(shè)為接收機(jī)等效的太陽活動流量，單位sfu，1s.f.u＝10-22w/m2/hz；f＝b*feq(3)聯(lián)立解得：則feq＝8π*kt/(gλ2)(與帶寬無關(guān)！)(6)fsfu＝8π*kt/(gλ2)*1022(7)或fsfu＝8π*kt*f2/(g*c2)*1022(8)從式(7)和式(8)中得到接收系統(tǒng)外部噪聲流量密度折算為等效太陽射電流量密度為與天線增益g成反比，與工作波長λ的平方成反比，或者與工作頻率f的平方成正比，這就意味著：1、在天線增益g越高，其系統(tǒng)噪聲流量密度折算為等效太陽射電流量密度水平就越低，越小的太陽射電爆發(fā)，越容易引起外部噪聲的上升，例如普通的手持式設(shè)備(小天線)受到的影響要小于大型地面站設(shè)備(大天線)；2、同樣增益g的天線如果工作針對不同的頻率，更低頻率的通信系統(tǒng)，外部噪聲流量密度折算為的太陽射電等效流量密度更低，為此在太陽射電爆發(fā)時候，更低的射電流量更容易引起外界噪聲的增加，所以低頻段的通信更容易受到影響；3、對同一天線，由于其天線輻射方向圖的不同，可能天線指向與太陽夾角之間變化時，受到的影響也不同；圖7是從10mhz～20ghz帶寬內(nèi)不同通信方式噪聲功率譜密度換算成等效太陽射電流量功率譜密度值(設(shè)工作于g＝10db的天線)；綜上，我們統(tǒng)計(jì)了幾種典型的通信方式(10ghz以下)及其天線形式的接收機(jī)噪聲等效太陽流量：1、短波通信(short-wavecommunication)：頻率范圍3mhz～30mhz，要經(jīng)電離層的反射才能到達(dá)接收設(shè)備，該通信頻段的太陽射電信號一般都被電離層阻擋，不能達(dá)到地球表面，為此幾乎不會受到太陽射電爆發(fā)信號的影響很??；2、微波通信(microwavecommunication)：使用頻率為300mhz～3thz的電磁波進(jìn)行的通信，包括地面微波接力通信、對流層散射通信、衛(wèi)星通信、空間通信及工作于微波波段的移動通信；其中，我們?nèi)粘Ｊ褂米疃嗟耐ㄐ攀謾C(jī)一般工作于gsm頻段(900-950mhz和1800mhz)，cdma頻段(820-900mhz)，一般手機(jī)天線采用微帶天線模式，天線增益g為3-8db左右，以g最大波束對準(zhǔn)太陽通過公式(8)，外界噪聲折算為等效太陽流量在1100sfu-1300sfu(<1ghz)和3400sfu(1.8ghz)左右，同時手機(jī)通信基站一般采用喇叭天線，增益g在12-18dbi之間，以g最大波束對準(zhǔn)太陽通過公式(8)，外界噪聲折算為等效太陽流量最小在600sfu左右，但是我們一般在使用手機(jī)時候，手機(jī)和基站天線最大波束一般不對準(zhǔn)太陽，太陽射電爆發(fā)信號通過天線進(jìn)入接收機(jī)的功率其實(shí)是很小的，為此手機(jī)通信信號受到太陽射電爆發(fā)這種影響可能性很??；另外我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂幂^多的wifi，藍(lán)牙(bluetooth)工作于2.4-2.485ghz，其主要針對的是固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇局域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，一般受到太陽射電輻射的可能性很小，且傳輸距離短，發(fā)射功率較之于太陽射電流量強(qiáng)，也一般不會受到太陽射電爆發(fā)的影響；對于深空通信，其目標(biāo)為空間中的衛(wèi)星、宇航飛船、空間站等設(shè)備，其通信方式?jīng)Q定其太陽射電信號可能會通過其天線進(jìn)入其系統(tǒng)，其使用頻率主要劃分如下：表1用于深空研究的無線電劃分表通過公式(8)的分析，接收系統(tǒng)外部噪聲折算為等效太陽流量為與天線增益g成反比，與工作波長λ的平方成反比，或者與工作頻率f的平方成正比。對于5ghz-10ghz通信信號，接收機(jī)噪聲折算到等效太陽流量都超過19000sfu以上，10ghz以上通信頻率的信號，接收機(jī)噪聲折算到等效太陽流量都超過50000sfu以上，根據(jù)nobeyama太陽射電天文臺的統(tǒng)計(jì)：近10年來在5ghz以上幾個監(jiān)測頻段(9.4ghz,17ghz，35ghz)中太陽射電爆發(fā)流量超過25000sfu的事件是沒有的，說明太陽射電爆發(fā)在該5ghz以上超過閾值事件的概率很小，太陽射電爆發(fā)事件對5ghz以上深空通信影響也不大。但是對于s波段(2-3ghz)通信信號，具有一定的影響。對于主要工作于l-s頻段導(dǎo)航通信系統(tǒng)，也是地空之間的通信，主要的一些導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻率如下表：表2各導(dǎo)航系統(tǒng)不同頻段的工作頻率經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在太陽活動峰年超過1sfu的太陽射電爆發(fā)大概在年均49.31次左右，而在太陽寧靜年超過1sfu的太陽射電爆發(fā)大概在年均7.03次左右如圖8所示：第24太陽周(2010年開始)以來，多次太陽射電強(qiáng)爆發(fā)分別在1ghz2ghz3.75ghz9.4ghz17ghz各點(diǎn)頻的流量情況(數(shù)據(jù)來源日本野邊山太陽射電天文臺)表3第24太陽周(2010年開始)以來的強(qiáng)射電爆統(tǒng)計(jì)表綜上，我們發(fā)現(xiàn)x波段在太陽射電爆發(fā)期間幾乎不會受到任何影響，而l-s波段內(nèi)的導(dǎo)航通信信號是最容易受到太陽射電爆發(fā)事件影響的。為此我們選定x波段(8-9ghz)作為太空監(jiān)測衛(wèi)星的信號發(fā)射載荷工作波段。2、在x射線觀測方面可預(yù)警的理論分析x射線是太陽觀測的重要波段，在太陽耀斑爆發(fā)時大部分會有，我們統(tǒng)計(jì)了第24太陽活動周內(nèi)，耀斑爆發(fā)時x射線流量上升和射電流量上升之間的關(guān)系如下：根據(jù)太陽爆發(fā)過程中x射線能譜指數(shù)(spectralindex)δx和射電能譜δr之間的差異，兩者雖然均符合冪律譜特征，但是射電頻譜在爆發(fā)過程中變得更趨于平緩，為此在多頻段(射電和高能)爆發(fā)流量過程中，x射線上升較之于射電流量快，更早達(dá)到峰值，如圖9所示：同時根據(jù)adrianav.r.silva等人通過對多次太陽耀斑爆發(fā)時刻的觀測，總結(jié)x射線能譜δx和射電能譜δr在impulsive和non-impulsive兩種爆發(fā)之間的差異，δx均大于δr如下表所示：表4太陽耀斑爆發(fā)中hxrx-ray和微波頻段不同譜指數(shù)之間的關(guān)系表spectralindex全部impulsivenon-impulsiveδx5.8±0.85.9±0.95.7±0.6δr4.8±1.05.1±0.93.7±0.6δx-δr1.0±1.00.8±1.02.0±0.7另外從觀測角度也證實(shí)了微波爆發(fā)峰值-x射線爆發(fā)峰值之間的時間差。根據(jù)t.kawate，n.nishizuka對第23太陽活動周多次典型太陽耀斑爆發(fā)x射線流量峰值到17ghz射電流量峰值之間的時間差，發(fā)現(xiàn)和上述譜指數(shù)研究符合，即射電流量峰值與x射線峰值之間存在時間滯后；同時我們將l\s波段兩個監(jiān)測頻點(diǎn)峰值時間與x射線開始時間做了比較，也發(fā)現(xiàn)時間滯后在3-30分鐘之間，如下表所示：表5第23太陽活動周多次典型活動中x射線活動時間與射電相關(guān)流量時間的關(guān)系那么從耀斑爆發(fā)開始到射電流量超過干擾通信的閾值就也存在時間差，我們統(tǒng)計(jì)了第24太陽活動周多次太陽活動時x射線開始上升即耀斑開始爆發(fā)時刻到射電爆發(fā)極強(qiáng)時刻之間的時間差有如下分布：表6.第24太陽活動周多次太陽活動時x射線開始上升到射電爆發(fā)極強(qiáng)時刻之間的時間差通過上述分析和統(tǒng)計(jì)，在劇烈太陽射電爆發(fā)達(dá)到極強(qiáng)值之前均有x射電的流量異常，通過該流量異常點(diǎn)，可以作為太陽射電爆發(fā)干擾衛(wèi)星通信信號的預(yù)警點(diǎn)，如圖10所示；綜上兩點(diǎn)分析，本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明系統(tǒng)包括搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)、陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡、計(jì)算機(jī)，搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)包括高能射線探測器、信號處理器、收發(fā)信機(jī)ⅰ，高能射線探測器通過信號處理器與收發(fā)信機(jī)ⅰ連接，收發(fā)信機(jī)ⅰ通過陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡與計(jì)算機(jī)連接，陸基射電望遠(yuǎn)鏡采集的太陽射電流量數(shù)據(jù)通過總線傳輸至計(jì)算機(jī)。所述陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡包括射電天線、模擬接收機(jī)系統(tǒng)、定標(biāo)系統(tǒng)、收發(fā)信機(jī)ⅱ、3個以上功率-電壓轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器；射電天線通過定標(biāo)系統(tǒng)與模擬接收機(jī)系統(tǒng)連接，模擬接收機(jī)系統(tǒng)通過功率-電壓轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器通過總線與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)與定標(biāo)系統(tǒng)連接；收發(fā)信機(jī)ⅱ作為陸基射電望遠(yuǎn)鏡的一個子系統(tǒng)單獨(dú)工作，其分別與收發(fā)信機(jī)ⅰ、射電天線、計(jì)算機(jī)連接。所述模擬接收機(jī)系統(tǒng)包括第一級放大器、功分器、3個以上的隔離器、3個以上的濾波器ⅰ、3個以上的第二級放大器、3個以上的濾波器ⅱ；第一級放大器、功分器、隔離器、濾波器ⅰ、第二級放大器、濾波器ⅱ依次連接，濾波器ⅱ與功率-電壓轉(zhuǎn)換器連接。所述定標(biāo)系統(tǒng)包括微波開關(guān)、噪聲源，噪聲源與微波開關(guān)連接，射電天線通過微波開關(guān)與第一級放大器連接，計(jì)算機(jī)與微波開關(guān)連接并對其進(jìn)行控制，選擇定標(biāo)、觀測模式。所述濾波器ⅰ和濾波器ⅱ均為帶通濾波器。所述陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡通過自身集成的收發(fā)信機(jī)ⅱ與空中高能射線探測器系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)ⅰ進(jìn)行通聯(lián)，同時通聯(lián)頻段選擇在x波段(8-9ghz)。本發(fā)明系統(tǒng)通過兩部分測量數(shù)據(jù)對太陽射電爆發(fā)干擾衛(wèi)星通信事件進(jìn)行預(yù)報，包括：x射線和微波頻段；其中，x射線主要通過搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)有效載荷完成的，該載荷主要探測10kev-100kev能段的太陽輻射，同時該部分還具有通信收發(fā)機(jī)(收發(fā)信機(jī))，采用x(8-9ghz)波段作為通信信號收發(fā)頻段，避免太陽射電爆發(fā)帶來的影響；高能射線探測器負(fù)責(zé)對太陽x射線流量進(jìn)行探測，將探測數(shù)據(jù)發(fā)送到信號處理器，信號處理器通過數(shù)據(jù)強(qiáng)度的分析判斷是否發(fā)生耀斑爆發(fā)，如遇情況通過收發(fā)信機(jī)ⅰ將信號傳回地面接收站，收發(fā)信機(jī)ⅰ采用8-9ghz頻段進(jìn)行天地通聯(lián)，避開容易受太陽射電爆發(fā)的l\s(1-4ghz)等波段。微波頻段的太陽爆發(fā)輻射主要通過工作于l-s波段的陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡完成，該望遠(yuǎn)鏡具有精密觀測、定標(biāo)等功能；同時該系統(tǒng)集成了一個收發(fā)信機(jī)ⅱ，采用x(8-9ghz)波段作為通信信號收發(fā)頻段，避免太陽射電爆發(fā)帶來的影響，同時也可以避免對太陽射電接收機(jī)部分的干擾；該部分工作于l\s兩個波段負(fù)責(zé)對太陽射電流量進(jìn)行監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)流量異常時，發(fā)出預(yù)警信息。兩部分采用星地通聯(lián)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通報，例如：在某個能段發(fā)生流量異常時，采用通信收發(fā)機(jī)通知另一個子系統(tǒng)，可能會到來的太陽射電爆發(fā)。在聯(lián)合預(yù)警方法方面，針對x射線爆發(fā)和射電爆發(fā)并不同步的物理本質(zhì)，搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)和陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡均設(shè)置閾值信息互通機(jī)制，在某一系統(tǒng)觀測到流量超過閾值時，即向另一系統(tǒng)發(fā)出信息，做好相關(guān)準(zhǔn)備。其關(guān)鍵在于：1、根據(jù)已有的研究文獻(xiàn)，太陽耀斑活動時，x射線流量上升到射電爆發(fā)達(dá)到最大值之間存在時間差，從2分鐘到1小時不等，為此可以將x射線流量的上升點(diǎn)作為太陽射電爆的一個預(yù)警點(diǎn)；2、陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡是最直接的測量方式，但是預(yù)警時間較短，且容易受到無線電干擾，通過對l-s波段內(nèi)多個點(diǎn)頻流量的觀測，對多個點(diǎn)頻的觀測數(shù)據(jù)分別進(jìn)行總功率監(jiān)測和定標(biāo)，精度達(dá)到1s.f.u，同時旨在確定是否發(fā)生太陽射電爆發(fā)，為了避免無線電干擾，必須在多個點(diǎn)頻均發(fā)生流量異常時才能確定太陽射電爆發(fā)；3、同時對于少部分射電流量上升早于x射線流量上升的事件，陸基和空間兩個子系統(tǒng)均集成通信收發(fā)機(jī)，形成數(shù)據(jù)互通機(jī)制；根據(jù)式(8)的推導(dǎo)，通信頻率越高太陽射電爆發(fā)產(chǎn)生的干擾信號越小，為此采用8-9ghz頻段作為通信信號；本發(fā)明的有益效果是：采用兩個不同能段的觀測數(shù)據(jù)，可以獲得更加準(zhǔn)確和可靠的預(yù)警信息；同時利用其譜指數(shù)的不同獲得預(yù)警時間，延長了預(yù)警的時效、提高了預(yù)警的效果。附圖說明圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明模擬接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為2006年12月6日zhu-waasgps地面站l1頻點(diǎn)載噪比下降及可見星數(shù)隨太陽活動變化情況，左圖為載噪比下降，右圖為可見星數(shù)隨太陽活動變化；圖4為2006年12月6日太陽射電活動全球gps測地站失鎖情況和定位誤差，a圖為失鎖情況，b圖為定位誤差；圖5為不同頻率太陽射電活動與導(dǎo)航衛(wèi)星信號失鎖之間的關(guān)聯(lián)性；圖6為2006年12月13日射電暴期間，我國境內(nèi)和澳大利亞部分gps臺站鎖定衛(wèi)星數(shù)隨時間的變化，a圖為中國，b圖為澳大利亞；圖7為10mhz～5ghz常溫通信接收機(jī)帶內(nèi)噪底等效太陽射電流量值；圖8為太陽活動峰年和寧靜不同流量的爆發(fā)發(fā)生概率統(tǒng)計(jì)；圖9為太陽耀斑爆發(fā)中x射線和射電流量譜指數(shù)之間的變化差異圖；圖10為利用x射線流量異常進(jìn)行預(yù)警的示意圖.圖11為定標(biāo)流程圖示意圖；圖12為寧靜太陽、冷空、噪聲源和匹配終端的功率關(guān)系示意圖。具體實(shí)施方式下面通過附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容，如無特殊說明的均為常規(guī)設(shè)備及按常規(guī)方法實(shí)施和控制。實(shí)施例1：如圖1-2所示，本基于空地聯(lián)測預(yù)警太陽射電爆發(fā)干擾衛(wèi)星通信的系統(tǒng)包括搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)、陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡、計(jì)算機(jī)，搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)包括高能射線探測器、信號處理器、收發(fā)信機(jī)ⅰ，高能射線探測器通過信號處理器與收發(fā)信機(jī)ⅰ連接，收發(fā)信機(jī)ⅰ通過陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡與計(jì)算機(jī)連接；該系統(tǒng)中搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)、陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡采用星地通聯(lián)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通報，例如：在某個能段發(fā)生流量異常時，采用各自的收發(fā)信機(jī)通知另一個系統(tǒng)，可能會到來的太陽射電爆發(fā)。x射線探測部分主要通過搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)有效載荷完成的，該載荷主要探測10kev-300kev能段的太陽輻射，同時該部分還具有數(shù)據(jù)發(fā)送載荷，采用x(8-9ghz)波段作為通信信號收發(fā)頻段，避免太陽射電爆發(fā)帶來的影響；通過數(shù)據(jù)發(fā)送載荷向?qū)Ш降孛嬲竞完懟柹潆娡h(yuǎn)鏡發(fā)送預(yù)警信息。所述陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡包括射電天線、模擬接收機(jī)系統(tǒng)、定標(biāo)系統(tǒng)、收發(fā)信機(jī)ⅱ、3個功率-電壓轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器；射電天線通過定標(biāo)系統(tǒng)與模擬接收機(jī)系統(tǒng)連接，模擬接收機(jī)系統(tǒng)通過功率-電壓轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)與定標(biāo)系統(tǒng)連接；收發(fā)信機(jī)ⅱ分別與收發(fā)信機(jī)ⅰ、射電天線、計(jì)算機(jī)連接；所述模擬接收機(jī)系統(tǒng)包括第一級放大器、功分器、3個的隔離器、3個的濾波器ⅰ、3個的第二級放大器、3個的濾波器ⅱ；第一級放大器、功分器、隔離器、濾波器ⅰ、第二級放大器、濾波器ⅱ依次連接，濾波器ⅱ與功率-電壓轉(zhuǎn)換器連接，功率-電壓轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)據(jù)采集器相連，數(shù)據(jù)采集器通過總線與計(jì)算機(jī)相連，傳遞數(shù)據(jù)；所述定標(biāo)系統(tǒng)包括微波開關(guān)、噪聲源，噪聲源與微波開關(guān)連接，同時計(jì)算機(jī)與微波開關(guān)連接進(jìn)行控制切換選擇定標(biāo)、觀測兩種模式；所述濾波器ⅰ和濾波器ⅱ均為帶通濾波器。射電天線主要采用一個拋物面結(jié)構(gòu)的赤道式主焦式天線，接收l波段(1.0ghz-1.8ghz)頻段內(nèi)太陽射電輻射流量，同時兼顧2.84ghz為中心頻率±5mhz帶寬內(nèi)的太陽射電信號接收。主要指標(biāo):1、直徑：4.5米；2、極化方式：雙圓極化；3、工作帶寬：1.0ghz-1.8ghz，2.84ghz±5mhz；4、天線增益：1.0ghz-1.8ghz段≥30dbi；2.84ghz±5mhz段≥35dbi；5、跟蹤精度：1/10-1/15波束寬度；6、跟蹤范圍：赤經(jīng)±120°，赤緯±30°；7、跟蹤速度：地球自轉(zhuǎn)速度+快動(30°/分)。模擬接收機(jī)系統(tǒng)采用寬帶放大+多點(diǎn)頻濾波選通無無線電干擾的窄帶頻段，4-10mhz之間根據(jù)無線電環(huán)境確定，通過第一級寬帶低噪聲放大器將信號進(jìn)行初步放大，再采用窄帶濾波器選通需要監(jiān)測的頻段，再通過第二級放大器對信號進(jìn)行進(jìn)一步放大，采用窄帶濾波器選通需要監(jiān)測的頻段，然后通過功率-電壓檢波轉(zhuǎn)換將信號功率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號，通過多通道數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行采集，并發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行分析、存儲。定標(biāo)系統(tǒng)主要采用冷熱負(fù)載即：“輪換太陽--冷空--噪聲源--匹配負(fù)載”的方案定標(biāo)，定標(biāo)系統(tǒng)按常規(guī)定標(biāo)方法進(jìn)行控制，見圖11、12；同時陸基太陽射電望遠(yuǎn)鏡具有收發(fā)信機(jī)ⅱ，采用x(8-9ghz)波段作為通信信號收發(fā)頻段，避免太陽射電爆發(fā)帶來的影響，同時也可以避免對太陽射電接收機(jī)部分的干擾；在發(fā)現(xiàn)監(jiān)測能段流量異常時，通過收發(fā)信機(jī)ⅱ向搭載于在軌衛(wèi)星平臺的高能射線探測器系統(tǒng)的監(jiān)測衛(wèi)星和導(dǎo)航地面站發(fā)出預(yù)警信息。當(dāng)前第1頁12