超微型铷原子频率标准

基于在已有频率标准的基础上开发一种最小的原子频率标准,我们研制了一种多用途的超微型铷频率标准。本文阐述了该频率标准的设计思想中的细节和迄今为止所获得的实验数据。这种铷频率标准采用了新的电路及结构设计。它具有以下部分:一个内含绝缘材料的圆柱形TE111微波腔的超微型物理结构;一个用作附加振荡器的IT切割晶体;先进的伺服电路采用取样保持技术和简化的有向装配结构,另外还采用了集成谐振元件。 综合以上特点,结果是该铷频率标准有非常小的体积(0.4升)和非常轻的重量(0.6公斤),从而使其可以轻易地装入各种系统。 我们做了一些重要的实验以证明这种设计思想的可行性。尽管在体积上有相当大的削减,但铷频率标准的的性能没有改变。从这些数据中可看出,频率标准的高性能水平与结构紧凑、重量轻可兼得。     

一种对磁场和震动具有低灵敏度的简单新颖的铷原子频标

TFL开发了一种设计简单,耐用的新型铷原子频标。这个设计在传统的设计上进行了两项改进: ·采用适当的电路措施改进震动和加速度的频率灵敏度 ·进行适当的电路改进降低频标的磁场灵敏度     

时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计

针对传统星载铷钟备份设计中对铷钟状态判断不准确和主备切换时输出信号不稳定的不足,在分析时差测算铷钟指标原理和频率信号切换方法的基础上,提出了一种适用于时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计,通过GPS时差测算铷钟频率性能指标,以及无扰切换设计实现频率信号的稳定输出。地面试验表明,铷钟的准确度和稳定度指标测算误差小于5%,频率输出信号在切换时连续稳定,无突波干扰。研究结果可以为后续定位型卫星和导航卫星的高精度时频系统设计提供参考。     

星载铷原子频标的可靠性强化试验

针对影响星载铷原子频标可靠性的环境因素进行了分析,确定了影响星载铷原子频标可靠性的主要环境敏感应力,根据可靠性强化试验理论和星载铷原子频标的技术特点,设计了可靠性强化试验方案。依据此方案对新研制的某型星载铷原子频标工程样机实施了可靠性强化试验。试验结果表明,该方案对确定该型号铷原子频标样机工作极限、激发其潜在缺陷,均有较好的效果,从而为实现星载铷原子频标的可靠性增长提供了新的思路。同时本研究对同类高可靠航天产品的可靠性增长可提供借鉴。     

基于升压匹配技术的射频铷灯发光研究

充有一定比例的铷原子和缓冲气体的射频无极灯可用于星载铷钟的量子态制备和态检测。因此，射频铷灯中不同成分物质的光谱特性将会直接影响量子态的泵浦效率。在实验室条件下，利用实验仪器搭建，可以自由改变射频激励功率和铷灯工作温度的谱灯发光实验平台，并首次利用升压匹配技术实现不同射频激励频率下的射频功率匹配。利用该实验平台可以便捷地研究灯泡工作温度、射频激励功率、射频激励频率等参数对铷灯发光强度的影响。[JP2]实验表明，随着射频灯泡工作温度的上升，铷原子的780nm和795nm谱线强度先上升后下降，而780nm和795nm谱线强度之比I780/I795先下降后上升。因此，稀有气体发光强度在窄温度区间内快速下降。射频功率对于射频铷灯内不同成分发光谱线强度的影响与温度类似，而射频激励频率对铷原子和稀有气体发光强度的影响并不明显。     

Kalman滤波的铷原子钟控制算法

以GPS接收机输出的1pps信号为参考信号,采用Kalman滤波算法对铷原子钟的参数进行估计,计算铷原子钟的频率调整量,对铷原子钟进行调整,使其和UTC时间保持同步。实验结果表明,受驯铷原子钟输出1pps与UTC（NTSC）钟差的标准差优于3.5 ns,钟差峰峰值优于15 ns,100 s采样的Allan方差为1.83×10 -12 ,10000 s采样的Allan方差为6.1×10 -13 。实验证明了基于Kalman滤波的铷原子钟控制算法,使铷钟获得了较好的准确性和长期稳定性,且对其短期稳定性影响最小,是一种可靠稳定的铷钟控制方法。     

一种对磁场的震动具有低灵敏度的简单新颖的铷原子频标

ＴＦＬ开发了一种设计简单，耐用的新型铷原子频标，这个设计在传统的设计上进行了两项改进：１采用适当的电路改进震动和加速度的速率灵敏度；２进行适当的电路改进降低频标的磁场灵敏度。     

频率源对雷达测速精度影响分析

针对高稳频率源如何影响雷达测速精度问题,构建基于频率源分析雷达测速精度的理论模型,利用同步校频和互备双锁相环(PLL)改进方案实现了高稳高可靠频率源,然后通过静态模拟试验和动目标跟踪试验,分析频率源幅度、准确度、稳定度及同步校频、锁相环等模块对多普勒和测速精度的影响。结果表明,锁相环能够提升频率源短稳,降低雷达测速随机误差,同步校频能够减小本地铷钟与外部基准的频差,减小雷达测速系统误差,通过双源和双锁相环的设计,频率源切换或锁相环路切换时,也能够保证测速雷达系统正常工作。     

军事星中的铷和石英频率标准的性能数据——在模拟太空环境中地检和实际轨道中所得数据的比较

航天计划中将增加原子频标的使用,以获得精确的时间和稳定的频率。GPS系统所具有的卓越的导航功能主要是由系统中采用的原子频标带来的。新一代的军事通信卫星(Milstar)载有多路复合铷原子频标以满足各种通讯和操作上的需要。第一颗军用通讯卫星,DFS-1使用了复合多路石英晶体振荡器,第二颗军用通讯卫星,1995年发射的DFS-2,是第一颗使用铷原子频标的军用通讯卫星。这以后发射的卫星都使用了铷原子频标。     

一种数控铷原子频率震荡器的开发

铷原子振荡器(R_bOS C_s)适用于众多系统。在大多数情况下,它被用作“独立频率参考源”,近年,由于“相互同步”要求的提出,使得它们变得更重要了。 作者已开发了一种数控铷原子振荡器(DCRO),它可使另一个频率源同步。特别需强调的是它具有良好线性的3×10~(-8)的宽频率范围和1×10~(-12)频率调节步距。 为了获得一个拥有良好间距的宽频率范围,一种合成器被开发出来,它具有可变频率分配器的数据被写在一个3Mbit ROM中,并可使用计算机进行计算。 在具有δ~(y(τ))=6×10-12/τ1/2的良好频率稳定度的同时,超过20年的长寿命和小型化也被实现,它可轻易的满足电信和广播系统的要求。     

基于ADF4153的频率合成器设计

设计实现一种基于ADF4153的频率合成器,介绍该频率合成器的构成原理。结合测试结果对本频率合成器进行相位噪声性能分析和杂散分析,并提出相应的改善措施。利用软件仿真对环路的稳定性进行分析。测试及分析结果表明,本频率合成器相位噪声水平可达-96.59dBc@10kHz,杂散抑制大于45dBc,频率合成器环路工作稳定。     

示波器输入电容对上限截止频率测量的影响

单管放大电路是模拟电路中的一个经典实验。通过这个实验,学生可以更好地掌握静态工作点的调整和测试方法,并通过测量放大电路的主要性能指标,体会静态工作点对动态特性的影响。实验电路的上限截止频率仿真值和实测值存在较大差异,本文针对这个问题进行了详细的分析,指出示波器的输入电容是引起差异的主要原因,并进一步讨论了可有的改进测试...     

示波器输入电容对上限截止频率测量的影响

单管放大电路是模拟电路中的一个经典实验。通过这个实验,学生可以更好地掌握静态工作点的调整和测试方法,并通过测量放大电路的主要性能指标,体会静态工作点对动态特性的影响。实验电路的上限截止频率仿真值和实测值存在较大差异,本文针对这个问题进行了详细的分析,指出示波器的输入电容是引起差异的主要原因,并进一步讨论了可有的改进测试方法。     

高稳定度键控调频信号发生器设计

声纳是对水下目标进行定位、导航和通讯的主要手段。在现代声纳中常要求在一部声纳中同时具有几种信号工作方式的功能，例如单频脉冲信号工作方式、键控式调频信号工作方式等等。这就要求作为声纳发射机的驱动信号源要有相当高的频率稳定度和准确度，特别对于调频信号。介绍一种用单片直接频率合成器（ＤＤＳ）产生上述信号的电路设计，该电路具有转变信号工作方式方便，并具有晶体振荡器的频率准确度和稳定度。     

基于雪崩二极管的太赫兹高次谐波混频器

文章介绍了一种基于雪崩二极管的太赫兹高次谐波混频器。雪崩击穿效应中的非线性特性能够引起高次谐波的频率变换效应。这种特性使雪崩二极管能够应用于毫米波及太赫兹频段的高次谐波混频。文章基于雪崩击穿效应中的非线性特性产生高次谐波的频率变换效应,提出将雪崩二极管应用于太赫兹频段的高次谐波混频,并从理论上分析高次谐波特性及其电路结构。16次谐波混频器获得了15dB的变频损耗,实验结果表明雪崩管高次谐波混频技术是一种极具应用价值的技术。     

频偏条件下基于DMF伪码捕获性能分析

基于数字匹配滤波器（DMF）的PN码捕获电路具有较快的捕获速度,但其输出主相关峰值对频偏较为敏感,在频偏条件下,通过推导PN码同步时的检测概率和虚警概率,进而计算出平均捕获时间,并且作出了仿真和分析,为改善频偏条件下捕获性能提供了解决思路和理论依据。     

高动态下基于DMF的伪码捕获频差估计研究

基于数字匹配滤波器（DMF）的PN码捕获电路具有较快的捕获速度,但其输出主相关峰值对频差较为敏感。为了消除频差对捕获性能的影响,文章提出了一种基于FFT的频差估计算法。首先构造一个载波频差的希尔波特复矢量,然后对其进行快速傅里叶变换。该算法能够精确检测出载波频偏的绝对值大小和方向,可以有效地改善大频差下的伪码捕获性能。