从国外典型星载铷原子频标看其技术发展

针对美国在星载频标方面的主要原子频率标准,PerkinElmer公司的RAFS星载铷原子频率标准的结构及性能分析,介绍了目前国外星载铷原子频率标准的技术状况及主要性能指标.与普通商用或军用铷原子频标进行了主要性能指标的比较,就其对空间环境的适应性、可靠性、长短指标的保证等方面进行了论述.分析了该技术的发展趋势.     

基于北斗卫星系统的频率标准源的设计与实现CSCD

在对北斗二代导航定位接收机输出的1PPS信号进行测试、分析、研究的基础上,采用数字滤波器滤波和电压的积分控制相结合的方法,滤除信号传输过程中的干扰,使其输出相对平稳的1PPS信号来驯服铷原子频标。研究北斗接收机驯服铷钟原子频标的模型,采用精密时间间隔测量、高精度数字比相、计算机自动控制等多种先进技术,完成对铷原子频标的跟踪控制,实现与星载铷钟同等精度的时频信号输出。研制了一套北斗接收机驯服铷原子频率标准源,该频率标准携带方便,性价比高,既可以为时统、通讯系统提供现场计量技术保障,又可以实现对原子频率标准的远程校准、核查。     

用伺服控制系统改善无源原子频率标准的振动性能

把尺寸小、予热快和功耗低的铷气泡频率标准用作现时和近期战术频率标准看来是最好的选择,但它在振动环境下的性能尚有待改进。在铷频率标准中可以观察到振动引起的频率不稳定现象。本文要说明的是把压控晶体振荡器(VCXO)的频率紧密地伺服控制在原子谐振基准频率上的方法,来改善铷频率标准的振动性能。对有关机械化的技术问题作了简短的讨论,给出了伺服系统带宽约为100Hz的铷频率标准的实测相位谱密度     

国内外频率标准发展现状

时间频率在国家经济建设、科学研究、国家安全具有十分重要的意义。本文介绍了国内外高稳晶振、铷原子频率标准、守时型氢原子频率标准和铯原子频率标准、微型相干布局囚禁原子钟、低温蓝宝石微波源和超稳激光微波源以及铯原子喷泉钟的国内外发展情况、技术指标等。铷原子频率标准打破国外垄断，为北斗导航系统提供高精度的时间基准，守时型氢原子频率标准和铯原子频率标准已实现工程化，但日频率稳定度和日频率漂移率指标有待进一步提高，铯喷泉基准方面已接近国际先进水平，新型原子频标发展方兴未艾。     

一种小型高性能铷频率标准

业已研制出一种小型通用铷气泡频率标准,来满足在各种应用中对精密振荡器日益增长的需要。本文介绍一种新的已研制成功的频率标准的设计原理和性能特性。新型铷频率标准在电气和结构设计上都体现了新的特点和改进,例如,不带滤光泡的小型双气泡型光学微波部件,采用了许多集成电路的一种改进型的伺服电子仪器,而且采用了母板和插入式组件,因此结构简单,适于制作。由于在吸收泡内采用了天然铷来取代同位素R_b~(87),因此,取消了滤光泡,实现了光学微波部件的小型化。上述特点使新型铷频率标准具有体积小(2升)、重量轻(2.9公斤)和工作温度范围宽(-20℃—+60℃)的特点。已经进行一系列测量来表征新型铷频率标准的性能。尽管尺寸已显著缩小,但是和实验室所使用的大得多的铷频率标准相比较,它已显示出极好的长期、短期稳定度和在长期工作条件下具有高的环境稳定性。     

汽室型铷原子频标中微波腔的小型化

讨论了实现汽室型铷原子频标微波腔小型化的技术途径,给出了自主研制的小型化微波腔的三维仿真结果和外型结构,介绍了以新研制的小型微波腔为基础构成的小型化腔泡系统。小型化微波腔的研制成功,使整个物理系统的体积减小。在小型化的条件下,整机短期频率稳定度达到了国际同类产品水平。     

小型化汽泡型铷原子频标的实现

首先介绍了汽泡型铷原子频标的工作原理,阐述了研制过程中关注的重点和采用的技术手段。最后给出了已研制成功的小型化汽泡型铷原子频标整机的测试曲线和相关指标。     

一种小型化铷光谱灯的设计

光谱灯的小型化是谱灯抽运被动型铷原子频标小型化的关键之一。分别对光谱灯的机械结构、热结构、电磁结构和电路结构进行了分析、仿真和优化,并改进设计了一种小型化的铷光谱灯,经过测试取得了比较理想的结果,其主要性能指标如下：体积〈14mL,灯温〈115℃,激励电流〈80mA,光漂移〈1·10^-4／d,光温度系数〈1·10^-3／℃。此小型化的铷光应谱灯已应用于小型化铷原子频标中。     

两种方差在铷原子频标长稳测量中的比较分析

人们通常用阿仑方差 (AllanVariance)来表征原子频标的频率稳定度。在国外 ,测量铷原子频标长期频率稳定度时 ,除采用阿仑方差外 ,也通常运用哈达玛方差 (HadamardVariance)进行表征。本文简要介绍了哈达玛方差和阿仑方差 ,以及两种方差在铷原子频标日频率稳定度测试中的具体应用 ,并对测量结果进行了比较分析。     

一种小型化铷原子频标TE111微波腔研究

在理论分析的基础上,选择加载铷泡的TE。模式微波腔。设计一种小型化铷原子频标微波腔。容积24．5mL,重量120g。并初步实现一种腔内倍频的方案。通过与铷频标整机进行联调,能够实现闭环锁定并给出了整机的短期稳定度测试指标。为小型化铷原子频标研制创造了条件。     

频率捷变时间测量技术的研究

从理论上对频率捷变时间测量方法进行了分析 ,指出了各种测量方法的优缺点及适用范围 ,并通过实践说明了该方法的实用性和可行性。     

实用型氢激射器频标锁相接收系统

为了使上海天文台两台氢激射器频率标准更好地适应甚长基线干涉(VLBI)实验的要求,我们充分利用国内外新器件,采用新技术方案,研制出一种实用型氢激射器锁相接收系统。该系统具有接收灵敏度高(≤-120dBm)、噪音系数烛(≤1.8dB)、体积小、自动搜索人锁以及可靠性高等特点。本文主要以系统设计为实例,讨论了氢激射器频标锁相接收系统的总体设计原则、锁相环路的设计考虑和环路对系统的噪声抑制的定量估算等问题。最后,介绍了运用该系统后氢激射器频标的短期频率稳定度达到1.88×10-~(13)/S、3.7×~(-14)/10S、9.2/10~(-15)/100S9.5×10~(-15)/1000s,完全满足了甚长基线干涉实验的需要。     

光纤频标传递的稳定性分析

光纤是进行长距离、高精度频标传递的理想介质,为达到更好的传递效果,分析了光纤频标传递系统的稳定性能,找出了影响频标稳定度的主要因素,进行了稳定性的仿真计算,并得出了与相关精密测算一致的结果。结果表明,几种主要因素的影响大小均与频标的中心频率无关,强度噪声是影响频标稳定性的最大因素,控制信噪比是提高稳定性的关键所在。     

频率捷变雷达信号源实时校准技术研究

分析了原有频率捷变雷达信号源中频率校准方法存在的缺陷,在此基础上设计了实时校准的频率校准电路,提高了信号源的频率跟踪精度和稳定工作时间。     

捷变频率接收装置的设计

本文介绍捷变频率接收装置.包括设计方案、主要性能和实验结果。在该装置中,接收机的动态范围大于70dB,本振信号的捷变速度小于4μs,IQ正交双通道的幅度平衡度优于0.1dB,相平衡度优于0.5°。     

一种低相位噪声频率合成器设计CSCD

本文介绍了一种5MHz^1GHz低噪声频率合成器的设计方案。在重点考虑输出信号相位噪声的情况下,综合运用直接式、间接式和直接数字式频率合成技术,对频率合成器系统中锁相环、分频、倍频、混频、衰减、放大、滤波、功分等环节进行了合理的设计。在现有硬件条件的基础上,频率合成器的相位噪声可达到一个较高的水平。     

射频同轴转接器的设计

介绍了射频同轴转接器的设计原理及提高转接器的机电性能和可靠性的途径，并给出了与国外90年代同类产品的比较结果，证明自行研制的转接器性能达到了国外同类产品水平。     

基于多参考源的铷原子钟校频方案的设计与实现

研究了铷钟校频系统的原理,并对校频误差进行了分析,提出了一种基于多参考源的铷原子钟校频方案,可用GNSS/北斗接收机的1PPS,IRIG-B(DC)码以及一级频标的10MHz频率三种方式校频,提供100s,1 000s,10 000s三种不同的校频时间,以满足用户对不同校频时间和校频准确度的综合需求。     

频率标准在中国的发展

简单介绍了原子钟研究在中国的发展历史,着重叙述了近年来所取得的成就。包括在中国计量院开发与保存的国家时间频率基准:铯原子束基准和冷原子喷泉基准,后者的频率准确度达到了3.10-15。叙述了氢原子钟,包括主动激射器频标和被动型氢钟两种类型的研究工作进展;说明了光抽运铷原子钟的研制与生产情况以及性能指标。强调了中国光抽运铯原子束频标经过长期连续工作所取得的优秀成果。简述了中国在微波与光频离子储存原子钟以及在光频测量和光钟上所取得的进展。     

一种干扰信号产生单元的设计CSCD

雷达干扰系统是复杂电磁环境下的重要作战装备。干扰信号产生单元能够针对雷达信号的差异,产生针对性的干扰信号。本文阐述了干扰信号产生单元的系统组成,主要组件—频综、变频组件和DRFM组件的设计,并提出了设计中的关键技术——直接式数字频率合成及瞄频噪声产生单元的解决途径。测试结果表明,该干扰信号产生单元能够满足系统的技术指标要求。