ITU-R RAPPORT RA 2126 FRENCH-2007 Techniques for mitigation of radio frequency interference in radio astronomy《在射电天文学中缓解无线电频率干扰的技术》.pdf
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1、 Rap. UIT-R RA.2126 1 RAPPORT UIT-R RA.2126 Techniques de limitation des brouillages radiolectriques en radioastronomie (Question UIT-R 237/7) (2007) 1 Introduction Le prsent rapport est un rsum technique concis des techniques les plus rcentes en matire de limitation des brouillages radiolectriques
2、(RFI) en radioastronomie. Il y est plus particulirement question des techniques de rduction des brouillages artificiels qui proviennent de lextrieur de linstrument et chappent ainsi au contrle de loprateur de linstrument. Pour les besoins du prsent rapport, le critre retenu pour considrer un signal
3、comme un brouillage radiolectrique est simplement quil sagit dune partie non dsire, mais dtectable, dune observation souhaite qui risque de dtriorer, ou dempcher le droulement satisfaisant de lobservation. Bien quils ne soient pas faciles dtecter, certains brouillages peuvent nanmoins entraner une d
4、gradation des observations et il est dautant plus difficile de les rduire. Lobjectif des techniques de rduction des brouillages est de permettre lobservation aux niveaux de sensibilit prescrits dans la Recommandation UIT-R RA.769, avec des pourcentages de perte de donnes conformes aux limites fixes
5、dans la Recommandation UIT-R RA.1513. Ces Recommandations dcrivent les conditions permettant deffectuer des observations efficaces en radioastronomie et fournissent les bases numriques du calcul de conditions de brouillages radiolectriques admissibles dans les tudes de partage et de compatibilit. Le
6、s mthodes de rduction des brouillages autres que lradication pure et simple des donnes contamines par des brouillages radiolectriques ne sont gure utilises en radioastronomie, essentiellement parce quelles ne sont pas faciles concevoir ou mettre en uvre et parce quelles ncessitent la conception dun
7、logiciel spcifique trs complet. Rcemment encore, les modes dobservation et les techniques de traitement des signaux gnralement utiliss pendant les observations permettaient un degr inhrent de rduction des brouillages qui se rvlait suffisant pour obtenir des donnes utiles en radioastronomie en prsenc
8、e de quelques brouillages. Ainsi, le blocage de frange, en imagerie synthse douverture, tend dcorrler les brouillages radiolectriques reus au niveau dantennes largement espaces, ce qui supprime gnralement ces brouillages dans les produits de corrlation associs Thompson, 1982. Dans le cas de certains
9、 radiotlescopes synthse douverture, ces brouillages peuvent engendrer une source lumineuse non essentielle qui apparat sur les cartes au niveau du ple cleste, ce qui rend difficiles, voire impossibles, les observations de fortes dclinaisons. Les pulsars produisent des impulsions de bruit large bande
10、 de sorte quon a besoin dune largeur de bande important au niveau du rcepteur pour obtenir un rapport signal/bruit utile. Le bruit prsent dans les impulsions fait que celles-ci font lobjet dune dispersion dpendant de la frquence lorsquelles se propagent dans les plasmas rarfis du milieu interstellai
11、re. Lorsquon observe un pulsar avec un radiotlescope, limpulsion est dlibrment ddisperse au moyen de divers matriels et logiciels, afin dobtenir une reprsentation prcise (non disperse) du profil intrinsque des impulsions. Ce processus rduit gnralement les brouillages radiolectriques, car le processu
12、s de ddispersion du signal du pulsar disperse en consquence les brouillages radiolectriques, mais il naboutit qu une rduction limite des brouillages. 2 Rap. UIT-R RA.2126 Les brouillages entranent toujours une dgradation des donnes. Les astronomes ont constat que le champ et la densit spectrale/temp
13、orelle des brouillages radiolectriques sont tels que les observations sont satures de brouillages de ce type et deviennent inutilisables. Les observations les plus vulnrables sont sans doute celles qui sont effectues avec des radiotlescopes rflecteur unique (observations du continuum ou spectroscopi
14、e), car lamlioration de la sensibilit aux signaux astronomiques quoffre laugmentation du temps dintgration conduit une augmentation proportionnelle de la sensibilit aux signaux des brouillages lectriques. Bien que certains modes dobservation prsentent une certaine robustesse intrinsque de faibles ni
15、veaux de brouillages radiolectriques, la faible intensit des signaux reus des missions radiolectriques dorigine cosmique fait que le service de radioastronomie est trs vulnrable aux brouillages. Les brouillages radiolectriques nont pas seulement pour effet dempcher ou daltrer certaines observations
16、ou certains types dobservations, mais limitent aussi la productivit globale de la station de radioastronomie, ce qui rend les observations extrmement difficiles ou onreuses pour ce qui est du temps dobservation ncessaire, de la complexit du traitement et des frais dexploitation. A titre dexemple, on
17、 est de plus en plus souvent amen mettre en forme manuellement les donnes aprs les observations pour supprimer les brouillages radiolectriques, comme cela se fait parfois dans le domaine de limagerie synthse douverture Lane et autres, 2005. Mme si ce procd est efficace, il est difficile automatiser
18、et devient en consquence extrmement fastidieux mesure que la dure de lobservation et la largeur de bande observe augmentent. La prsence de brouillages radiolectriques impose parfois une augmentation spectaculaire des besoins en termes de personnel et de temps dobservation, ce qui est aussi contraign
19、ant sur le plan scientifique que les consquences de ces brouillages, qui masquent irrmdiablement les missions dobserves. Ces problmes ont incit les chercheurs concevoir des techniques de rduction des brouillages radiolectriques que lon pourrait considrer comme automatiques ou en temps rel, en ce sen
20、s quune technique donne fait thoriquement partie intgrante de linstrument et fonctionne sans intervention humaine. Tel est le contexte dans lequel sont prsentes les techniques dcrites ci-aprs. 2 Techniques de rduction des brouillages radiolectriques Ltude des techniques de rduction des brouillages r
21、adiolectriques qui perturbent le signal de sortie analogique des rcepteurs des radiotlescopes suscite un regain dintrt depuis quelques annes, en raison des avances techniques qui permettent de rduire les brouillages radiolectriques en utilisant des mthodes de traitement des signaux en temps rel. On
22、trouvera sur ce sujet des indications utiles dans les rsums de confrences rcentes sur la question (voir par exemple Bell et autres, 2000 et Ellingson, 2005). Pour les besoins du prsent rapport, on peut classer les techniques de rduction des brouillages dans les catgories suivantes: 1) Eradication (s
23、uppression des brouillages radiolectriques): des brouillages radiolectriques composes de brves impulsions pourraient tre rduits en supprimant les donnes en prsence de limpulsion: il sagit de lradication temporelle. On peut aussi attnuer les brouillages radiolectriques persistants en utilisant des te
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