中文摘要：

太阳米波～十米波段的射电爆发，以等离子体辐射占优势，表现出更为复杂的时域和频域的现象，直接反映出耀斑/CME中初始能量释放和电子加速过程的信息和多样化的辐射机制，是对中高层日冕等离子体磁场、密度、温度的最佳诊断手段。在此波段，现有成像观测由于波长太长，不能提供和其它波段观测相匹配的空间分辨率，故极大阻碍了相关多波段综合研究。因此，研制角秒级空间分辨率的低频日像仪，对CME/耀斑的观测研究、对空间灾害天气的实时预警预报，都具有不可替代的重要的作用。本项目针对目前低频日像仪研制中遇到的二个关键技术-超宽带天线和电离层延迟改正，开展相关预研究，这二项关键技术迫切需要解决。本项目主要研究超宽带天线设计方法，探索频带宽度得到极大扩展的天线新技术，提出一种新型低频超宽带天线，实现高达194%的工作带宽；研究新的双频组合解算得出电离层延迟改正,取得双频最优改正值，为将来低频日像仪建造进行技术储备。

结论摘要：

项目针对目前低频日像仪研制中遇到的二个关键技术—低频超宽带天线和相位实时校准，开展相关研究。主要研究影响利用GPS观测提取电离层延迟信息的各类因素。通过深入研究，提高利用GPS提取电离层延迟信息的精度，完成信号输出相位实时校准研究。研究频带宽度得到扩展的天线设计新方法，研究新型低频超宽带天线应用，使得单元天线宽度从现有技术的15米大大降低为4.2米，为将来低频日像仪建造进行技术储备。 相位实时校准研究，取得了以下重要结果 利用GPS系统自有的两个频率f1和f2来联合解算电离层TEC，重点分析了双频法在射电望远镜可见度函数的相位误差校正中的运用。在时延差可以直接获取的情况下，推算出信号路径上TEC，再算出相位误差大小，最后进行相应的相位误差补偿。采用S波段和X波段两个频率并利用双频法进行相位校正。分析了2012年7月份中 1日、6日、11日、16日、21日、26日和2013年1月份中8日、15日、22日、29日这10天中，利用双频法进行可见度函数相位校正的情况。研究结果表明，时延差近似带来的误差都在10^-9 秒量级，将TEC代入计算后带来的误差在10^-12秒量级，综合考虑三者的误差，仿真得到信号延时随频率的变化在10^-6 秒量级，从而对时延差的估计误差就为1‰量级，最终在双频法补偿相位误差引入的误差为1‰量级。 低频超宽带天线新设计方法及小型化研究，取得了以下重要结果 通过对低频超宽带天线进行参数优化和改进，发现了驻波比最优时馈管等特征参数的变化规律，通过改进超宽带天线设计方法，大大改善了天线的宽频带性能。研究结果表明，超宽带天线设计方法改进后，天线的驻波比性能达到最优状态。与传统的设计方法比较，新方法的优化结果比传统设计法的天线性能有了明显的改善。10MHz-120MHz超宽带天线实测结果满足工程应用的技术指标需要，实验结果验证了优化方法的有效性。利用三角偶极天线的宽频特性，提出了将对数天线与三角偶极天线相结合来实现低频超宽带天线小型化的方法。采用这种新设计方法，单元天线宽度从现有技术的15米大大降低为2.4米，实现了超宽带天线的小型化，保证了本项目的研究成果能够实际应用于太阳低频日像仪研究中。 本项目研究结果将应用于太阳低频日像仪中，该研究将在太阳物理和空间天气研究方面，发挥独特的、不可替代的作用。