分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-05-08 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 嫦娥四号低频射电频谱仪放置在月球背面，其天然观测条件得天独厚。然而，嫦娥四号平台存在约10-15W/(m2*Hz)级别的强干扰，并且干扰在每道时域数据中都存在明显的差异，这大大削弱了低频射电频谱仪的天文观测灵敏度。为此，本论文从两组信号的相关性出发，提出基于CLEAN算法，借助互相关功率谱、傅立叶级数展开等工具，把低频射电频谱仪A、B、C天线的时域观测数据切分为强相关的CLEAN模型信号和部分相关的残余信号两个部分。其中CLEAN模型信号主要由平台干扰信号和可能的低频强射电爆发组成；残余信号由接收机噪声、未扣除干净的平台干扰信号和常规的低频射电信号组成。将该方法应用到实际数据中，结果表明嫦娥四号低频射电频谱仪的未积分灵敏度可以提高约8个数量级，达到10-23W/(m2*Hz)水平。在此基础上，基于对平台干扰信号中确定性成分和宽带随机成分的分别处理，再借助低频射电爆发信号和平台干扰信号在功率谱上不同的表现，以及常规低频射电天文信号受月球自转调制等信息，将来科学分析工作的重点是进一步处理CLEAN模型信号和残余信号，以期发现低频强射电天文爆发信号，乃至对全天区进行粗略的成像。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-04-09 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 对月球以及更远天体或者空间环境的探测是人类航天活动的重要方向。开展月球和深空探测任务有利于研究太阳系起源、演化与现状，以及生命起源与演变等重大科学问题，有利于催生基础性、前瞻性的学科与技术。相比光学等探测方法，雷达具有强穿透性、极化特性以及不受光照限制等优势，是探测天体特性的有效手段之一，在人类的月球和深空探测任务中发挥了重要作用。电磁波能够穿透几米到几千米的次表层，可用于探测月球和深空目标的表层介电常数、次表层结构、电离层及水冰等。按照探测方式的不同，表层穿透雷达探测主要包括地基雷达、环绕器雷达及巡视器雷达三种方式。针对不同的科学目标，不同的探测方式具有各自的优势和不足。本文回顾了表层穿透雷达在月球、火星以及小行星等探测中的科学应用，总结了已经投入使用的以及计划中的各种雷达科学载荷的探测任务、参数设计、工作原理和探测结果，展望了在未来利用表层穿透雷达进行月球和深空探测的发展趋势。
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