Radio Frequency Interference Mitigation
射电天文学观测设施正在不断改进和发展,以实现更好的能力,包括提高记录数据的时间和频率分辨率,并增加接收和记录带宽。由于国际电信联盟分配给射电天文学的频谱资源有限,这导致射电观测仪器不可避免地受到不良的射频干扰(RFI)信号的影响,这些信号主要来自地球上的人类活动,并且随着时间的推移而变得越来越强。射频干扰降低了天文数据的质量,甚至导致数据丢失。RFIs对科学成果的影响越来越难以管理。在本文中,我们激发了RFI缓解的需求,并回顾了RFI的特点,缓解技术和策略。介绍了一些具有代表性的天文台、望远镜和阵列所采取的减缓措施。我们还讨论了四类RFI缓解策略的优点和缺点,适用于连接的因果阶段:预防,预检测,前相关和后相关。正确识别和标记RFI是减少数据丢失和提高数据质量的关键,也是开发RFI缓解技术的最终目标。这可以通过一种涉及分阶段组合所讨论的技术的策略来实现。高速数字信号处理和高性能计算的最新进展允许在实时和离线模式下执行从大型望远镜或阵列生成的大数据量的RFI切除,从而有助于所提出的策略。
2017-11-06 astro-ph.IM
Radio Frequency Interference Mitigation based on the ArPLS and SumThreshold Method
本研究提出基于ArPLS基线估计与SumThreshold自适应阈值检测的射频干扰抑制方法,在FAST数据上验证了其高效性和优越性能。
2020-08-27 astro-ph.IM
A new approach to mitigation of radio frequency interference in interferometric data
射频干扰(RFI)是限制射电望远镜灵敏度的主要因素,特别是在低于1 GHz的频率上。我提出了一个概念上的新方法来减轻RFI的干涉数据。这已被用来开发一个软件工具(RfiX),以消除RFI从使用巨型米波射电望远镜,印度的观测。然而,该概念可用于在任何干涉仪中切除RFI。简而言之,在RFI存在的情况下,干涉仪基线的条纹停止相关器输出以条纹停止周期振荡。RfiX的工作原理是识别这样的模式并从数据中减去它。这可能是唯一一种纯软件技术,可以从RFI损坏的数据中挽救真正的可见性值。它既不需要高速硬件,也不需要实时处理,并且在1- 10 s积分的正常相关器输出上工作得最好。它以其不同的方法和所针对的制度补充了其他缓解计划。它能够处理在数秒内集成的数据,这使它具有优势,同时可以切除弱的、持续的RFI,这与大多数其他使用高速采样在时频平面上定位RFI的技术不同。RfiX的不同之处还在于它不需要无RFI数据来识别损坏的部分。给出了RfiX应用的一些结果,包括在240 MHz下的图像,峰值/噪声比为43000,是迄今为止波长> 1 m时的最高值。
2009-02-19 astro-ph.IM
Towards coordinated site monitoring and common strategies for mitigation of Radio Frequency Interference at the Italian radio telescopes
我们提出了一个项目,以实施一项国家共同战略,以缓解意大利射电望远镜不断恶化的射频干扰(RFI)情况。该项目涉及Medicina、Noto和Sardinia碟形天线,包括确定现场监测的协调计划,以及实施最先进的RFI缓解硬件和软件工具。通过固定台站和流动实验室的连续观测和专门测量活动,对40千兆赫以下的频带进行了协调监测。对分配给射电天文学和空间研究服务共享或专用的频带进行了测量,并对望远镜现有和开发中的接收器所使用的更广泛的频带进行了测量。监测活动的结果提供了一个参考情景,有助于评估望远镜场地干扰情况的演变,并提供了一系列案例,以测试和改进我们为对抗射频干扰而设想的硬件和软件工具。我们开发了一个多用途的数字后端高光谱和时间分辨率观测在大带宽。观测结果表明,光谱仪的鲁棒性和灵敏度,使有效的检测和分析的射电天文数据中的干扰信号。一个原型离线软件工具的干扰检测和标记也已实施。该软件包能够处理意大利无线电望远镜上最现代化的仪器提供的大量数据,如密集的焦平面阵列,其模块化使新算法的集成和在不同环境或望远镜中的可重用性变得容易。
2022-07-15 astro-ph.IM
An Improved Machine Learning Approach for Radio Frequency Interference Mitigation in FAST-SETI Survey Archival Data
Dezhou University(德州学院);Beijing Normal University(北京师范大学);Peking University(北京大学)
本文提出改进的DBSCAN算法,用于高效抑制FAST-SETI巡天数据中的残留RFI,提升移除率并减少计算时间。
2026-01-20 astro-ph.IM
Bayesian approach to radio frequency interference mitigation
针对卫星星座射频干扰问题,提出一种在似然层面同时标记和处理污染的贝叶斯数据清理方法,利用受 Bernoulli 先验约束的分段似然建模,且仅需几行代码即可实现。
2024-02-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Energy and polarization based on-line interference mitigation in radio interferometry
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy(荷兰射电天文研究所)
针对射电干涉测量中的射频干扰问题,提出一种基于能量和极化对齐的在线实时干扰缓解方案,利用单精度和半精度浮点运算提升计算效率,适用于GPU加速部署,并通过真实数据验证了其有效性。
2025-05-28 astro-ph.IM cs.AI
Statistically Stable Estimates of Variance in Radioastronomical Observations as Tools for RFI Mitigation
选择了统计稳定(鲁棒)的数据方差计算算法。通过计算机模拟分析了它们的性能。这些算法将是有用的,如果采用射电天文观测中存在的强零星的射频干扰(RFI)。几个观测结果已经在这里展示了这些算法在RFI缓解的有效性。
2010-08-16 astro-ph.IM
Real-Time RFI Mitigation for the Apertif Radio Transient System
目前和即将推出的射电望远镜正在设计成具有越来越高的灵敏度,以探测天体物理起源的新的和神秘的无线电源。虽然这种增加的灵敏度提高了发现的可能性,但它也使这些仪器更容易受到射频干扰(RFI)的有害影响。RFI带来的挑战因现代射电望远镜实现的高数据速率而加剧,这些望远镜需要实时处理以跟上数据。此外,高数据率不允许以高分辨率永久存储观测结果。因此,离线RFI缓解不再可能。实时要求使得RFI缓解更具挑战性,因为一方面,用于缓解的技术需要快速和简单,另一方面,它们还需要足够强大,以应对数据的部分视图。ARTS是Westerbork综合射电望远镜(WSRT)的实时,时域,瞬态检测仪器,每秒处理73 Gb的数据。即使使用深度学习分类器,ARTS管道也需要最先进的实时RFI缓解,以减少误报检测的数量。我们应对这一挑战的解决方案是RFIm,这是一个高性能、开源、调优且可扩展的RFI缓解库。该库的目标是为用户提供RFI缓解例程,这些例程旨在实时运行在众核加速器上,例如图形处理单元,并且可以高度调整以实现代码和性能可移植性,以适应不同的硬件平台和科学用例。ARTS的结果表明,我们可以实现实时RFI缓解,对搜索管道的总执行时间的影响最小,并大大减少误报的数量。
2020-01-16 astro-ph.IM cs.DC
Design of Rim-Located Reconfigurable Reflectarrays for Interference Mitigation in Reflector Antennas
针对射电望远镜旁瓣干扰问题,提出一种仅置于反射面轮缘的1比特共形可重构反射阵列,通过PIN二极管驱动零点指向干扰方向,仿真验证其对18米L波段天线效率影响甚微。
2023-12-21 astro-ph.IM cs.SY eess.SY
Low Complexity Radio Frequency Interference Mitigation for Radio Astronomy Using Large Antenna Array
针对射电天文观测中强射频干扰抑制计算复杂度高的问题,提出基于QMAM的Lanczos方法和天体源参考法两种低复杂度方案,经LWA-1数据验证可有效抑制强RFI,且QMAM方法计算效率更高。
2024-03-07 astro-ph.IM eess.SP
On the modeling and mitigation of interference fringes in polarimetric instrumentation
NSF NCAR-HAO(美国国家科学基金会NCAR-高空天文台);NSO-DKIST(美国国家太阳观测台DKIST)
本文提出了一种基于小双折射假设的高效方法,用于建模和缓解偏振仪仪器中因双折射材料引起的干涉条纹问题,并通过对比更严谨的方法验证了该假设的适用范围。
2026-03-10 astro-ph.IM physics.optics
Radio Frequency Interference Mitigation and Statistics in the Spectral Observations of FAST
在射电天文学中,射电观测设备受到的射频干扰(RFI)越来越严重。RFI一直影响着人们对感兴趣天体的探索和研究。减轻RFI成为任何测量数据处理中的基本程序。500米口径球面射电望远镜(FAST)是一种极其灵敏的射电望远镜。因此,寻找一种有效、精确的RFI抑制方法对FAST数据处理是十分必要的。本文介绍了一种在FAST光谱观测中消除RFI的方法,并利用300小时左右的FAST数据对RFI进行了统计。详情如下。首先,根据FAST光谱的特点,提出采用ArPLS算法进行基线拟合。测试结果表明,该系统具有良好的性能。其次,我们用四种策略标记RFI,分别是标记极强RFI、标记持久RFI、标记极化RFI和标记波束组合RFI。测试结果表明,所有高于预设阈值的RFI都可以被标记。第三,我们统计了FAST观测资料中XX和YY偏振RFI出现的概率。统计结果可以告诉我们哪些频率是相对静止的。有了这样的统计数据,我们就可以避免在光谱观测中使用这样的频率。最后,基于大约300小时的FAST数据,我们得到了RFI表,这是目前FAST最完整的数据库。
2021-12-01 astro-ph.IM astro-ph.SR
Coherent Time-Domain Canceling of Interference for Radio Astronomy
射电天文学易受各种人为来源的干扰。在用于减轻这种干扰的许多策略中,相干时域消除(CTC)是理想地允许人们“看穿”干扰,而不是避免干扰或删除受影响的数据。然而,CTC很难实施,也没有得到很好的理解,目前,这一战略没有在任何大型射电望远镜中经常使用。本文介绍了CTC的审查,包括一个新的综合研究的能力和限制CTC使用相关的射电天文学指标,包括干扰功率的分数删除和噪声的增加。这项工作的动机是新一代通信系统的出现,这些系统对射电天文学构成的威胁大大增加,可能会压倒现有的缓解方法。
2022-10-23 astro-ph.IM eess.SP