Computer Vision Methods for Frequency Analysis of RFI in Radio Astronomy Data
West Virginia University(西弗吉尼亚大学)
本文提出一种无需先验知识的射电干扰检测方法,通过STFT和图像分割算法提升弱宽带干扰抑制效果。
2026-05-06 astro-ph.IM
A survey of spatially and temporally resolved radio frequency interference in the FM band at the Murchison Radio-astronomy Observatory
我们提出了第一次调查的射频干扰(RFI)在未来的网站的低频平方公里阵列(SKA),默奇森射电天文台(MRO),在时间和空间上解决RFI。该调查在FM波段内的1 MHz频率范围内进行,旨在涵盖距离MRO最近和最强的FM发射机(位于Geraldton,约300 km远)。在全天空成像模式下使用工程开发阵列的第二次迭代进行了大约三天,我们发现了一系列RFI信号。我们能够将这些信号分类为:直接从发射机接收的信号,从它们的地平线位置;来自飞机的反射(占据大约13%的观测时间);来自地球轨道上物体的反射;以及来自流星电离尾迹的反射。我们总共分析了两种偏振下7.92秒时间分辨率的33,994幅图像,角分辨率约为3.5 °,检测到大约四万个RFI事件。MRO环境中RFI的详细分类将使未来详细分析RFI对SKA低射频关键科学的可能影响。
2020-08-13 astro-ph.IM
Learning to detect RFI in radio astronomy without seeing it
射频干扰(RFI)破坏天文测量,从而影响射电望远镜的性能。为了解决这个问题,监督分割模型已经被提出作为RFI检测的候选解决方案。然而,由于注释成本过高,无法获得大型标记数据集,使得这些解决方案无法使用。为了解决这些缺点,我们专注于逆问题;仅在未污染的排放物上训练模型,从而学习从所有已知的天文信号和系统噪声中区分RFI。我们使用最近潜在邻居(NLN)-一种利用生成自动编码模型潜在空间中最近邻居的重建和潜在距离进行新颖性检测的算法。未受污染的区域是使用弱标记以RFI标志的形式(由经典的RFI标志方法生成)从大多数射电天文数据档案中选择的,无需额外费用。我们在两个独立的数据集上评估性能,一个是HERA望远镜模拟的,另一个是LOFAR望远镜的真实观测数据。此外,我们还提供了一个小型专家标记的LOFAR数据集(即,强标签),用于评估我们的方法和其他方法。使用AUROC、AUPRC和固定阈值的最大F1分数来测量性能。对于HERA数据集的模拟数据,我们在AUROC中的表现优于当前最先进的技术水平约1%,在AUPRC中优于3%。此外,我们的算法提供了4%的增加AUROC和AUPRC的成本下降的F1分数性能的LOFAR数据集,没有任何手动标记。
2022-10-11 astro-ph.IM
The statistics of low frequency radio interference at the Murchison Radio-astronomy Observatory
我们的特点的低频射频干扰(RFI)的环境在默奇森射电天文台(MRO),选择的位置为平方公里阵列的低频分量。数据收集自位于MRO的BIGHORNS仪器,该仪器记录了2014年11月至2015年3月期间70至300 MHz之间的连续带宽。这些数据经过处理以识别RFI,我们描述了一系列时域和频域的统计数据,包括将RFI占用率和信号功率建模为一系列分布函数,目的是帮助未来的科学家和操作人员进行观测规划。
2016-10-15 astro-ph.IM
Post-correlation filtering techniques for off-axis source and RFI removal
技术,以提高干涉无线电观测的数据质量被认为是。讨论了紫外平面内条纹频率的基本原理,并使用滤波器来衰减射频干扰(RFI)和离轴源。介绍和测试了滤波器的几种新应用。在单基线数据的时间和频率方向上的低通滤波器被成功地用于降低在感兴趣的区域中的噪声,并去除来自未建模的离轴源和RFI的旁瓣。数据整合,平均和网格的相关副作用进行了分析,并显示能够导致鬼和噪声的增加,特别是当使用长基线或干涉仪的元素,有一个大的视野。一种新的投影条纹低通滤波器被证明是潜在的有用的一阶源分离。初步测试表明,与常见的源分离技术相比,过滤器可以快几个因素,例如剥离和剥离的变体,目前正在LOFAR观测中进行测试,称为“分层剥离”。需要进一步测试以支持过滤器的性能。
2012-01-26 astro-ph.IM
Interference detection in radio astronomy applying Shapiro-Wilks normality test, spectral entropy, and spectral relative entropy
针对射电天文领域的射频干扰问题,提出基于Shapiro-Wilks正态性检验、谱熵和谱相对熵的检测方法,经格林班克望远镜数据验证,多数新方法在信噪比提升及干扰检测上表现优于部分基准算法。
2024-08-12 astro-ph.IM
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
Machine learning techniques to distinguish near-field interference and far-field astrophysical signals in radio telescopes
针对CHIME望远镜现有RFI移除技术依赖FRB信号特征的问题,提出利用多波束和无监督机器学习聚类(HDBSCAN)区分近场干扰与远场天体信号的新方法,视觉验证显示RFI被显著移除。
2023-11-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
MARS: A Lightweight Morphology-Aware RFI Segmentation Network for Mask-Guided Mitigation in Radio Astronomy
University of Oxford(牛津大学);National Centre for Radio Astrophysics (NCRA)(国家射电天体物理中心)
本文提出基于GPU的轻量级RFI抑制流程MARS,采用形态感知U-Net网络,通过加入天体信号保留损失提升信号保护效果,在精度、信号保留率和计算速度上均优于现有CPU工具。
2026-08-07 astro-ph.IM
Radio Frequency Interference Mitigation at the WSRT
射电天文台站的灵敏度常常受到各种地面活动造成的人为射频干扰(RFI)的限制。本文提出了一种基于实时数字信号处理的Westerbork综合射电望远镜射频干扰抑制子系统(RFIMS),该系统基于功能强大的现场可编程门阵列处理器。在该系统中,被RFI污染的射电天文信号在常规的后端相关处理之前被RFIMS“清洗”。RFIMS的高时间和频率分辨率允许比标准射电望远镜后端配置更好地检测和切除RFI。
2010-10-13 astro-ph.IM
The Impact of GSM towers in Radio Astronomy
本研究采用基于概率的多维框架,发现MeerKAT周边GSM基站位置与射电频率干扰高概率相关,但时段与RFI在68%置信水平下无显著关联。
2023-06-16 astro-ph.IM
Neuromorphic Astronomy: An End-to-End SNN Pipeline for RFI Detection Hardware
International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia(西澳大利亚大学射电天文国际中心);School of Physics, Mathematics and Computing, University of Western Australia(西澳大利亚大学物理、数学与计算学院)
本文提出了一种端到端的SNN管道,用于在资源受限的神经形态硬件上实现射频干扰检测,通过最大分割算法优化模型部署,并发现较小未分割模型在性能上优于分割模型。
2025-11-20 astro-ph.IM cs.NE
Temporal variability in low-frequency radio interference: Insight from high-cadence monitoring at a candidate radio notification zone in Malaysia
本研究通过高节奏低频RFI监测,采用改进的GSK方法,评估马来西亚候选射电通知区Glami Lemi的RFI污染较低,适合建站,并识别RFI来源与时间演化,为该国首台研究级射电望远镜选址奠定基础。
2025-08-14 astro-ph.IM
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
Advancing RFI-Detection in Radio Astronomy with Liquid State Machines
International Centre for Radio Astronomy Research(国际射电天文研究中心);University of Western Australia(西澳大学)
本文利用液态状态机改进射电天文中的射频干扰检测,采用二阶泄漏积分和放电神经元和Transformer解码器,实现98%像素精度和0.743 F1分数。
2025-04-14 astro-ph.IM cs.NE
Novelty Detection on Radio Astronomy Data using Signatures
The Alan Turing Institute(艾伦·图灵研究所);University of Oxford(牛津大学);University of Cambridge(剑桥大学);Institute for Advanced Study(高等研究院)
本研究提出半监督框架SigNova,结合签名变换、马氏距离新奇性评分与Pysegments分割算法检测流式数据中的射频干扰,在MWA、HERA等数据上验证了其优于经典加窗技术的检测效果。
2024-03-12 astro-ph.IM cs.LG
The ATA Digital Processing Requirements are Driven by RFI Concerns
作为新一代射电望远镜,艾伦望远镜阵(ATA)是平方公里阵(SKA)的原型。在这里,我们描述了最近开发的ATA数字信号处理链的设计约束SKA处理的案例研究。随着射频干扰(RFI)对射电天文学来说变得越来越成问题,射电望远镜必须支持广泛的RFI缓解策略,包括在线自适应RFI归零。我们观察到,对数字精度和控制速度的要求不是由天文成像,而是由RFI驱动的。这可以从以下事实中理解,即高动态范围和数字精度对于从弱天文背景中去除强RFI信号是必要的,并且因为与天体源相比,RFI信号可以快速变化。我们回顾和批评的推理路线,导致我们的ATA数字处理的一些设计规范,包括这些:波束形成器的系数必须指定至少1°的精度和至少一次每毫秒,以实现灵活的RFI切除。
2012-10-31 astro-ph.IM
A LOFAR RFI detection pipeline and its first results
射电天文学正在进入一个新的时代,新的和未来的射电天文台,如低频阵列和平方公里阵列。我们详细描述了一个自动标记管道,并评估其性能。只有一小部分的计算成本的相关性和它的使用以前介绍的SumThreshold方法,它被发现是快速和无与伦比的高精度。LOFAR无线电环境的分析与这个管道的帮助。LOFAR的高时间和光谱分辨率使观测站只有百分之几的数据因RFI而丢失。
2010-07-15 astro-ph.IM
Radio quiet, please! - protecting radio astronomy from interference
无线电频谱对于天文学研究和其他频谱使用者来说是一种有限且日益宝贵的资源。使射电天文学使用的频带尽可能不受不必要的射频干扰(RFI)至关重要。频谱管理是实现这一目标的工具之一,其目的包括对其他频谱用户发射到射电天文学频带的RFI水平设定监管限制。这涉及与国家、区域和全球各级的监管机构和其他频谱用户进行讨论。全球频谱管理框架由国际电信联盟的《无线电规则》制定,该规则规定,如果干扰使测量的不确定性增加10%,则干扰对射电天文学有害。《无线电规则》每三至四年修订一次,这是一个由四个在频谱管理方面代表射电天文学界利益的组织(IUCAF、CORF、CRAF和RAFCAP)积极参与的过程。这四个组织目前的兴趣和活动范围从保护通过监管措施取得的成果,到展望高频使用和巨型射电望远镜使用的未来。
2009-06-12 astro-ph.IM
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
Radio sky and the right to observe it
2012年5月决定在非洲和澳大利亚这两个南半球大陆建造平方公里阵列(SKA)。在这里,我们讨论SKA的设计和建设计划,以及新西兰射电天文学家如何参与这个项目,并为天文学和天体物理学研究做出贡献。大地测量学和构造板块运动研究是新西兰射电天文学应作出贡献的另一个重要研究领域。由于新西兰位于两个碰撞的构造板块(澳大利亚和太平洋)之间的边界,新西兰的大部分地质活动都源于它们的运动,因此必须利用全球定位系统和射电天文技术高精度地监测板块的相对运动。我们讨论了射频干扰(RFI)作为射电天文学的限制因素,并提供在新西兰不同地点的RFI测量结果。
2012-12-24 astro-ph.IM
A FPGA-based Fast Converging Digital Adaptive Filter for Real-time RFI Mitigation on Ground Based Radio Telescopes
射频干扰(RFI)是射电天文学界日益关注的问题。单碟望远镜特别容易受到RFI的影响。已经开发了几种方法来应对RF污染的环境,其中包括标记、切除和实时消隐。所有这些方法都会产生一定程度的数据丢失,或者需要对天文信号进行假设。我们报告的实时,数字自适应滤波器的开发实现在一个现场可编程门阵列(FPGA)能够处理4096个频谱通道在1 GHz的瞬时带宽。该滤波器能够消除各种干扰信号,并快速适应RFI源的变化,最大限度地减少数据丢失,而无需对天文或干扰信号特性进行任何假设。收敛速度(下降到1%)被测量为208.1 us的宽带噪声类RFI信号和125.5 us的多载波RFI信号记录在FAST射电望远镜。
2018-05-16 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
Spiking Neural Networks for Radio Frequency Interference Detection in Radio Astronomy
International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia(西澳大利亚大学国际射电天文研究中心);School of Physics, Mathematics and Computing, University of Western Australia(西澳大利亚大学物理、数学与计算学院)
本文提出利用脉冲神经网络进行射频干扰检测,通过时间序列分段任务实现高效实时处理,展示了在合成和实测数据上的良好性能。
2025-10-24 astro-ph.IM cs.NE
Supervised Radio Frequency Interference Detection with SNNs
本文将RFI检测建模为监督式多变量时间序列分割,比较六种SNN编码方案,并用HERA模拟数据训练小型两层全连接SNN,证明latency编码可取得接近现有算法的检测性能。
2024-12-06 astro-ph.IM cs.NE
Performance Analysis Techniques for Real-time Broadband RFI Filtering System of uGMRT
人类活动产生的电磁辐射,即人为的射频干扰,对射电天文观测产生不利影响。在升级后的巨型米波射电望远镜(uGMRT)阵列附近,电力线上的火花是观测频率低于800 MHz时产生干扰的主要原因。实时宽带RFI检测和滤波系统被实现为uGMRT宽带信号处理后端的一部分,以减轻宽带RFI的影响。性能分析技术用于测试和调试系统中的波束形成器和相关器模式的uGMRT的观测。使用示例说明了同时记录未过滤和过滤数据以及数据分析和解释的概念和实现。对于波束形成器模式,频谱图、单频谱通道及其傅立叶变换用于性能分析,而在相关器模式中,执行来自同时记录的未滤波和滤波的交叉关联函数、闭合相位和幅值。这些技术用于测试宽带RFI滤波器的性能,并将其发布给uGMRT用户。
2022-09-20 astro-ph.IM
Ultra-Low-Frequency Radio Astronomy Observations from a Selenocentric Orbit: first results of the Longjiang-2 experiment
本文报告龙江二号卫星搭载的ULW-LFIS载荷在月心轨道上的首批观测结果,验证仪器在轨运行可靠性,并分析月球距离处射电观测所需的约80 dB射频干扰抑制方法。
2022-12-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Using Multiple Beams to Distinguish Radio Frequency Interference from SETI Signals
艾伦望远镜阵列是一个多用户仪器,将同时进行射电天文学和射电SETI(寻找外星智慧)观测。它是一种多波束仪器,具有16个独立可操纵的双偏振波束,可进行4种不同的调谐。在一次调谐时给定4个波束,可以通过将波束指向不同的方向来区分RFI和真实的ETI信号。任何出现在多个波束中的信号都可以被识别为RFI,并在SETI期间被忽略。我们讨论了这种方法的有效性RFI拒绝使用现实的模拟完全填充的350元素配置的ATA以及临时32元素配置。在5分钟的积分期内,我们发现大部分天空的RFI抑制比超过50 dB。
2013-09-16 astro-ph.IM
Detecting Radio Frequency Interference in radio-antenna arrays with the Recurrent Neural Network algorithm
由于射频干扰(RFI)而产生的信号伪影是射电天文学中常见的干扰。通常,受RFI影响的数据由专家数据分析师标记,以保证数据质量。鉴于用干涉射电望远镜阵列获得的数据率越来越高,必须采用自动数据过滤程序。在这里,我们展示了使用长短期记忆(LSTM)细胞实现RFI检测循环神经网络(RNN)的结果。对于算法的训练,使用离散模型,该离散模型分别基于来自$610\, \mathrm{MHz}$处的GMRT的无线电干涉观测的振幅信息来区分RFI和非RFI数据。通过分析混淆矩阵来评估RNN的性能。网络的真阳性率和真阴性率分别为$\approx 99.9\,\%$和$\approx 97.9\,\%$。然而,由于大量非RFI数据被分类为被RFI污染的事实,网络的总体效率是$\approx 30\%$。Matthews相关系数为~0.42,表明需要更精细的训练模型。
2018-08-29 astro-ph.IM
RFI Detection with Spiking Neural Networks
International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia(国际射电天文研究中心,西澳大利亚大学)
本文首次将脉冲神经网络应用于射电望远镜的射频干扰检测,通过转换现有算法以适应SNN执行,实现了高效的检测方法。
2024-03-22 astro-ph.IM cs.NE
The radio environment of the 21 Centimeter Array: RFI detection and mitigation
射频干扰(RFI)的检测和抑制是射电观测数据处理的第一步,也是关键的一步,特别是对于正在进行的探测宇宙黎明和再电离期(EoR)的低频射电实验。在本文中,我们展示了21厘米阵列(21 CMA),一个无线电干涉仪专用于EoR的统计测量的RFI识别和缓解的技术和效率。对于地球上的人造RFI,我们主要集中在一个统计方法,通过识别,然后切除非高斯签名,在这个意义上说,非常弱的宇宙信号实际上是埋在热,因此高斯噪声。我们还引入了所谓的可见性相关系数,而不是传统的可见性,这使得快速时变RFI的进一步抑制。最后,我们简要地讨论了天空RFI的去除,从场外强无线电源的时不变功率和一个无特征的频谱旁瓣泄漏。事实证明,最先进的技术应该使我们能够在目前的低频干涉仪观测(例如使用21 CMA获得的观测)中检测并将RFI抑制到令人满意的水平,并且通过使用低成本,可以大大提高准确性和效率。高速计算设施用于数据采集和处理。
2016-02-22 astro-ph.IM
Polarisation-Inclusive Spiking Neural Networks for Real-Time RFI Detection in Modern Radio Telescopes
International Centre for Radio Astronomy Research(国际射电天文研究中心);The School of Physics, Mathematics and Computing, The University of Western Australia(西澳大利亚大学物理、数学与计算学院)
本文提出一种极化包容型脉冲神经网络,用于提高现代射电望远镜实时射频干扰检测的精度和能效。
2025-08-26 astro-ph.IM cs.NE
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
Evaluating the effectiveness of radio frequency interference removal algorithms for single pulse searches
Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, The University of Manchester(曼彻斯特大学物理与天文学系乔维尔银行天体物理学中心);Department of Astrophysics, University of Oxford(牛津大学天体物理学系);Covnetics Ltd(Covnetics有限公司);Akkodis UK Limited(Akkodis英国有限公司);Raman Research Institute(拉曼研究所)
本文评估了几种射频干扰消除算法在单脉冲搜索中的有效性,通过模拟不同环境测试了IQRM、SKF和ZDMF等方法的性能。
2026-01-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Multi-Level Pre-Correlation RFI Flagging for Real-Time Implementation on UniBoard
由于频谱的密集使用,以及射电望远镜的更高灵敏度,射频干扰(RFI)抑制已成为当前和未来射电望远镜设计的敏感话题。即使近年来已经提出了相当复杂的方法,大多数RFI缓解操作程序是基于后相关损坏的数据标记。此外,考虑到当前和下一代射电望远镜提供的大量数据,所有这些RFI检测程序必须至少是自动的,如果可能的话,必须是实时的。在本文中,一个实时的预相关RFI检测和标记程序到通用的高性能计算平台的基础上,现场可编程门阵列(FPGA)的实施进行了描述,模拟和测试。其中一块板,UniBoard,是在RadioNet FP 7欧洲计划的联合研究活动下开发的,基于8个FPGA,通过高速收发器网格互连。该器件采用Altera Stratix IV FPGA提供多达4个TMAC,输入数据流的数据速率为160 Gbps。考虑到在预相关阶段中的高输入-输出数据速率,只能实现实时和直通检测器(即,没有迭代处理)。本文介绍了一种实时自适应检测方案。目前正在Nançay天文台的电子多波束射电天文学概念射电望远镜设施进行案例研究。我们的目标是评估这一概念的硬件复杂性,检测效率和额外的RFI元数据速率成本方面的性能。描述了UniBoard的实现方案。
2017-03-01 astro-ph.IM
Radio Frequency Interference Detection Using Efficient Multi-Scale Convolutional Attention UNet
本文提出EMSCA-UNet模型,通过多尺度卷积和注意力机制提升射电望远镜观测数据中射频干扰检测的精度与边缘细节,在真实数据上相比U-Net等模型平均提升约5%。
2024-03-30 astro-ph.IM
RFI subspace smearing and projection for array radio telescopes
有源射频干扰(RFI)抑制成为射电天文学的必要条件。社区通常采用的解决方案包括监控接收信号的统计数据,并标记出检测到的损坏数据。有人建议用阵列射电望远镜进行子空间投影,作为数据删除的替代办法,以避免数据的重大损失,并克服其固有的连续干扰无效性。空间滤波依赖于对RFI空间贡献的估计,以及RFI所跨越的子空间在观测数据向量空间之外的投影。为了表现良好,RFI子空间的维数受到约束。RFI子空间估计技术假设RFI源在样本协方差矩阵估计上是空间平稳的。当望远镜和望远镜之间的相对运动变得显著时,RFI子空间在整个数据向量空间上变得模糊。然后,在不影响感兴趣的源恢复的情况下,可以不再应用子空间投影。本文讨论了RFI子空间拖尾对子空间投影方法的影响,并提出了一种基于协方差矩阵减法的替代技术,提高了在高子空间拖尾情况下的空间滤波性能。
2018-09-10 astro-ph.IM eess.SP
Cyclic Imaging for All-Sky Interference Forecasting with Array Radio Telescopes
射频干扰(RFI)正在威胁着现代射电天文学。减轻其对天文数据影响的经典方法包括通过称为标记和消隐的过程丢弃损坏的时间和频率数据样本。我们建议利用RFI信号的循环平稳特性来可靠地检测和预测它们在阵列射电望远镜视场内的位置,并动态地安排天文观测,以最大限度地减少RFI数据损坏的概率。
2020-07-26 astro-ph.IM eess.SP
Deep Learning improves identification of Radio Frequency Interference
射频干扰(RFI)的标记是射电天文学中日益重要的挑战。我们提出了R-Net,这是一种深度卷积ResNet架构,它在所有指标(包括AUC,F1-score和MCC)上的性能都显著优于现有算法(包括默认的MeerKAT RFI标记器和深度U-Net架构)。我们证明了这种改进的鲁棒性单碟和干涉模拟,并使用迁移学习,对真实数据。在$80\%$召回率方面,我们的R-Net模型的精确度比当前的MeerKAT标记器高出约$90\%$,并且在没有额外性能成本的情况下具有高35%的F1分数。我们进一步强调了迁移学习的有效性,该模型最初是在模拟的MeerKAT数据上训练的,并在真实的、人类标记的KAT-7数据上进行了微调。尽管两个望远镜阵列的性质存在很大差异,但该模型的AUC为0.91,而没有迁移学习的最佳模型的AUC仅为0.67。我们考虑在我们的模型中使用的相位信息,但发现,没有校准的相位增加了几乎没有额外的信息相对于振幅数据。我们的研究结果强烈表明,在真实数据的迁移学习的推动下,模拟的深度学习可能会在射电天文学数据的RFI标记的未来中发挥关键作用。
2020-10-12 astro-ph.IM
Lunar Opportunities for SETI
在月球轨道上或月球背面的表面放置一个射电望远镜,可能对搜寻地外文明(SETI)有很大的价值。这种望远镜的优点是它将被月球的身体屏蔽,免受地面射频干扰(RFI)的影响。虽然RFI可以被射电天文学的其他领域识别和忽略,但人类和外星人产生的无线电发射之间可能的光谱相似性使得地球上和周围大量的人造无线电发射成为SETI的一个重要复杂因素。月球望远镜将避免这一挑战。在本文中,我们回顾了现有的基于月球的射电天文学文献,讨论了月球SETI的好处,对比了可能的表面和轨道望远镜设计,并认为这种举措在未来十年内在技术和财政上都是科学可行的。
2020-09-26 astro-ph.IM
Enhanced Bayesian RFI Mitigation and Transient Flagging Using Likelihood Reweighting
针对射电天文瞬态射频干扰难检测、大数据集下校正耗时久的问题,提出基于似然重加权的贝叶斯抑制方法,大幅提升计算速度,实现阈值自动拟合避免过校正,还可作为高信噪比下的瞬态探测器。
2023-10-03 astro-ph.IM
Correlated Radio Frequency Interference Monitor for Radio Telescopes
McGill University(麦吉尔大学);Trottier Space Institute at McGill, McGill University(麦吉尔大学特罗蒂尔太空研究所);t0.technology(t0.科技有限公司);Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学邓普天文学与天体物理研究所);David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学大卫·A·邓普普天文学与天体物理学系);CERCA/ISO, Department of Physics, Case Western Reserve University(凯斯西储大学物理系CERCA/ISO)
针对CHORD望远镜面临的RFI污染问题,本文提出一种地平线指向天线的实时互相关监测原型,可提供精细时间尺度标记,其技术也适用于其他射电望远镜。
2026-10-16 astro-ph.IM
Millisecond Cadence Radio Frequency Interference Filters
The University of Manchester(曼彻斯特大学);West Virginia University(西弗吉尼亚大学)
针对射电观测中RFI降低信号灵敏度、产生假阳性的问题,研究评估了三种单域滤波器及一种新型复合滤波器的性能,验证其能提升脉冲检测率并减少RFI候选体数量。
2025-10-02 astro-ph.IM
RAISE: A Low-Frequency Space-Based Payload for Solar Radio and RFI Measurements on the SMiLE Mission
Indian Institute of Technology Indore(印度德雷伊理工学院);Physical Research Laboratory, Udaipur Solar Observatory (USO)(物理研究实验室,乌代布尔太阳观测站(USO));Military College of Telecommunication Engineering(军事电信工程学院)
介绍用于SMiLE任务的RAISE低频无线电载荷,它能在低地球轨道运行,克服电离层影响,通过特定观测生成动态频谱测量,可用于空间天气研究等,为未来相关天基任务提供重要基础。
2026-07-29 astro-ph.IM
Interference Meets Inference: Bayesian Time-Series Modeling of Radio-Frequency Interference
Brown University(布朗大学);McGill University(麦吉尔大学)
本研究将射电频率干扰检测视为一维时间序列异常检测问题,提出概率混合模型框架,联合描述干净与污染成分,为每个时间样本赋予RFI状态的后验概率,生成软分类标签和季节性趋势,并在默奇森宽场阵列数据上验证,与SSINS硬标签相比提供相似或更优结果及不确定性度量。
2026-11-10 astro-ph.IM
Robust correlators
射频干扰(RFI)已经限制了现有射电望远镜在几个频段的灵敏度,并可能成为未来一代仪器需要克服的更大障碍。我的目标是创建一个结构的射电天文学关联函数,这将是统计稳定(鲁棒)的干扰存在。本文提出了系统噪声+信号噪声+射频干扰混合的统计分析方法,并将其纳入相关器的框图中。当在时域和频域中计算时,顺序和秩统计量特别有用。本文提出并研究了几种新的鲁棒关联函数算法。计算机模拟和实际数据处理表明,所提出的算法的有效性。
2010-08-16 astro-ph.IM
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
The Generalized Spectral Kurtosis Estimator
谱峰度(SK)估计器由于其概念简单、在射电天文数据中实时检测和去除射频干扰(RFI)方面的有效性,很可能成为新一代射电望远镜的标准工具。然而,SK估计器在其原始形式中必须从瞬时功率谱密度(PSD)估计开发,并且因此不能在执行任何时间平均的现有仪器中用作数据管线下游的RFI切除工具。在这封信中,我们开发了一个广义的估计与更广泛的适用性瞬时和平均频谱数据,其实际用途扩展到一个更大的无线电仪器池。
2010-05-24 astro-ph.IM
Unformatted Digital Fiber-Optic Data Transmission for Radio Astronomy Front-Ends
我们报告的原型集成接收机前端的发展,结合所有的转换从RF到基带,从模拟到数字,从铜到光纤到一个紧凑的组件,与必要的增益和稳定性适合射电天文学应用。本文的重点是一种新型的光纤数字数据链路,它不需要在前端进行格式化,大大降低了天线内数字电子器件的复杂性、体积和功耗,便于与模拟元件集成,和最小化自生射频干扰(RFI)串行数据链路的管理完全在后端基于具有强随机噪声分量的信号的统计特性来执行。通过这种方式,传统数字数据传输所提供的精确性和稳定性的全部好处都可以在射电望远镜焦平面上以更少的开销实现。
2013-05-03 astro-ph.IM
Operational Non-identifiability of Single-epoch Low-rank RFI Mitigation: Controlled Failure-mode Analysis and HERA Evidence
Jeju National University(济州国立大学)
研究单次观测下低秩干扰消除的极限,揭示其在保留天文信息时的局限性,并通过模拟和实证证明过度截断导致信号失真,强调需针对单次观测制定干扰感知的自适应缓解策略。
2026-04-17 astro-ph.IM
Reference antenna techniques for canceling radio frequency interference due to moving sources
我们调查的射频干扰(RFI)信号的特性,可以影响一些干扰缓解算法的切除潜力。所考虑的技术是那些修改信号从辅助参考天线模型和取消干扰的天文观测。这些技术可以应用于时域,其中RFI电压被建模并从天文信号路径中减去(自适应噪声消除),或者它们可以应用于频域中的自相关和互相关电压谱(后相关消除)。对于理想的接收机和一个单一的,统计上稳定的干扰信号,预相关和后相关滤波器可以导致从观察干扰的完全消除。后相关方法的优点是可以应用于几十或几百毫秒的时间尺度,而不是几十或几百纳秒的时间尺度。然而,如果RFI发射机位置改变,这可能是一个缺点,因为将天文学和参考信号路径中的干扰功率联系起来的互相关功率测量可能去相关。如果去相关不太严重,则可以以噪声增加为代价来允许去相关。时域自适应消除器允许稍微改变其内部系数并适应积分期间的相位变化,这意味着它们避免了去相关问题。然而,适应的自由度也导致噪声增加。在本文中,这两种类型的消除器切除来自移动源的干扰的能力进行了比较。消除器在观测数据和模拟数据上都表现良好,完全消除。
2010-03-31 astro-ph.IM
A Roadmap towards a Space-based Radio Telescope for Ultra-Low Frequency Radio Astronomy
在过去的二十年里,人们对低频射电天文学重新产生了兴趣,特别关注30 MHz以上的频率。然而,在30兆赫以下的频率上,由于电离层严重扭曲、10兆赫以下无线电波几乎全反射、太阳爆发和人为射频干扰等因素的综合作用,地面观测受到限制。基于空间或月球的超低频(或超长波长,ULW)阵列受这些限制的影响要小得多,因此将开辟电磁波谱中最后一个几乎未被探索的频域。已经启动了一份路线图,以探索建造一群卫星在30 MHz以下频段进行观测的机会。这个路线图被称为射电天文学轨道低频射电望远镜(OLFAR),提出了一个天基超低频射电望远镜,将探索宇宙的所谓的黑暗时代,绘制星际介质,研究太阳系中的行星和太阳爆发,并在其他行星系统中搜索它们。这种系统将由数百至数千颗卫星组成,作为一个单一的孔径合成仪器共同工作,部署在离地球足够远的地方,以避免地面射频干扰。OLFAR的一些关键技术仍有待开发和验证。这一路线图的第一步是2018年5月在中国嫦娥四号任务上启动的NCLE(荷兰中国低频探测器)实验。NCLE有效载荷由一个三天线系统组成,预计将于2019年下半年首次传输数据流,这将为未来的科学和技术机会提供重要反馈。本文介绍了OLFAR的路线图、科学机会的简要概述以及该任务的技术和计划挑战。
2019-09-19 astro-ph.IM
The statistics of radio frequency interference propagating from long distances to the Murchison Radio-astronomy Observatory
BIGHORNS是一种总功率辐射计,用于识别低频率(70-300 MHz)全天空平均无线电频谱中再电离时期的信号。2014年10月,带有圆锥形对数螺旋天线的系统部署在Murchison射电天文台(MRO),并从那时起一直在收集数据。该系统一直在监测平方公里阵列低频部分未来场址的射频干扰环境。我们分析了近两年的数据(2014年10月至2016年8月),以寻找由于对流层管道和反射(流星轨迹或飞机)而导致的FM和数字电视频段RFI长距离传播事件。我们提出了近两年来在数字电视波段观测到的对流层管道事件的统计数据,显示了季节性变化。我们还提出了一个系统,使用高层大气数据(温度,湿度和压力作为高度的函数)从所有站在西澳大利亚州计算修改后的折射率和对流层管道事件的预测。初步试验表明,该系统在预测对流层管道事件(即使可用的高层大气数据量有限)方面也是非常有用的。
2017-04-29 astro-ph.IM physics.ao-ph
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