关于为全球定位系统第一阶段时域测量而建立的NBS双混频时差系统的报告

根据1975年频率控制年会上报告的一篇文章,NBS被要求建立一个双混频时差测量系统。本报告的内容包括满足这种要求的双混频时差系统的设计、制作和测试。该系统的时差测量精度约为0.1ps,准确度约为10ps;同样,频率稳定度的精度可描述为σ_y(τ)≈10~(-13)τ~(-1),0.1s<τ<10~3s,在τ约等于半天时,它等于10~(-16)。全球定位系统计划的第一阶段对该系统的要求是对载于卫星上的钟进行测量。本报告所述双混频时差系统,是能够容易地满足该计划整个时域测量要求的唯一系统。从1975年频率控制年会上报告的原型双混频时差系统获得进一步认识的同时,为满足全球定位系统第一阶段所用时域测量系统的要求,对双混频时差系统的设计和制作作了适当的修改。这些修改包括:一对NBS设计的、用于隔开来自公共振荡器的信号的隔离放     

双混频时差系统时间间隔分辨力校准方法研究

提出了双混频时差系统时间间隔分辨力的两种校准方法——频偏法和时差拟合法。给出了校准方法的理论推导,两种方法均基于时间差的测量,通过不同的数据处理方法可得到准确度较高的时间间隔分辨力。实验表明,该方法能够准确测量双混频时差系统的时间间隔,验证了方法的有效可行。     

双混频时差测量系统计算表达式的分析

本文详细推导和分析了双混频时差测量系统的计算公式,解释了式中各量的物理意义,并给出计算表达式的条件公式。文中<σ~2Δyc(2·τ·Δt)>是公共振荡器频率随机起伏二级差分均方,τ为采样周期,Δt 为采样时间。它是双混频时差测量系统所特有的。     

双时差测量系统及其新的应用

本文通过对双混频时差系统公共源噪声影响的分析,推导出该系統对五种主要噪声的条件公式,该系统对被测源与参考源相对频率偏离度要求的关系式,并对阿仑为双时差测量系统提出的条件公式进行了探讨。本文的分析探讨还在于使用双混频时差系统的自校测量时.当(?)_ιΔt<<1,可以区分频率源的调相白噪声和调相闪变噪声;当(?)_ιΔt>>1,可以测量频率源在极短时间Δt内的频率稳定度;当Δt≈ι,可以测量某些频率源存在的而用阿仑方差不能表征的f_(-3)及F_(-4)型两种噪声。     

双混频时差测量系统设计中的理论和技术问题

从分析双混频时差(DMTD)测量系统的测量误差着手,对系统设计和使用中常磁到的一些理论和技术问题进行了探讨,这涉及到公共源的影响、移相器的作用、自校和测量中的其它问题。     

双混频时差测量系统的研究

本文对双混频时差测量系统进行了全面的分析,并对系统中的公共源和自校源的噪声贡献进行了深入的理论分析,指导出自校源与公共源噪声贡献的数学模型,并运用频域分析法得出公共源为五种幂律谱噪声时的噪声贡献表达式,论证了噪声贡献与△t/τ的变化规律。本文在双混频时差系统上进行了大量实验,提出了验证理论的实验方法。实验数据和理论值吻合一致。     

5.001MHz低噪声综合器的研制

介绍一个5.001MHz低噪声综合器的设计思想及实施过程中的具体技术考虑。该综合器的频率稳定度可达3.5×10~(-10)/mS和5×10~(13)/s,特别适用于在双混频时差测量系统以及利川差拍周期法的测频系统中作外差信号源。     

5.001MHz低噪声综合器的研制

介绍一个5.001MHz低噪声综合器的设计思想及实施过程中的具体技术考虑。该综合器的频率稳定度可达3.5×10^(-10)/mS和5×10^(13)/s,特别适用于在双混频时差测量系统以及利川差拍周期法的测频系统中作外差信号源。     

一种自动化高精度相位测量系统

一种采用了多种已有技术、具有多种特点的全自动测量系统已研制成功。这个系统为双混频时差技术的扩展而保持了它的重要特点:间歇时间为零,能进行相位差绝对测量,精度很高,能测量频率相同的振荡器并根据使用人选择的时间进行测量。对某一套设计参数来说,理论分辨度为0。2ps,测量噪声为2ps(有效值)并可在所选时间的0.1s内进行测量。由于增加了定标器以消除过去实验中发生的周期模糊(CyCle ambiguify),双混频时差技术得到了发展。在这方面,系统的功能相当于一个分频器加上钟,对设备中被测的每一个器件的恒定相位延迟进行贮存。自动化是以ANSI/IEEE—583(CAMAC)接口标准为基础的。每个测量通道包括一个混频器,过零检波器、定标器和时间间隔计数器。一个两倍宽度的标准卡马克(CAMAC)组件中安装有四个通道。这个组件安装在一个标准的CAMAC箱内,备有控制器以便与多种计算机以及与任何IEEE—488兼容的装置相对接。现有两个系统已工作数月,一个系统每天工作24小时,从NBS时标的15个钟取得数据,另一个系统在实验室的短期实验中使用。     

WR技术的发展与应用

本文介绍一种在精密时钟同步协议(PTP)的基础上发展而来的新技术——WR技术(White…Rabbit,白兔)。WR联合同步以太网以及双混频时差法测量手段,通过对主从时钟间链路环路延迟的不间断高精度的测量,后以测量结果对从时钟的时钟信息进行动态校准,主从时钟的同步精度达到亚纳秒甚至皮秒级。文章先引出WR的发展历史,以及WR中所包含的主要技术,并介绍目前WR在某些科学领域所发挥的作用,最后提出WR未来在其他领域的应用。     

WR 技术的发展与应用

本文介绍一种在精密时钟同步协议（PTP）的基础上发展而来的新技术——WR 技术（White Rabbit，白兔）。WR 联合同步以太网以及双混频时差法测量手段，通过对主从时钟间链路环路延迟的不间断高精度的测量，后以测量结果对从时钟的时钟信息进行动态校准，主从时钟的同步精度达到亚纳秒甚至皮秒级。文章先引出WR的发展历史，以及WR 中所包含的主要技术，并介绍目前WR 在某些科学领域所发挥的作用，最后提出WR 未来在其他领域的应用。     

星载铷原子钟频率特性星地测量技术研究

阐述了借助地面测控站对星载铷钟进行监测,以实现铷钟在轨运行频率特性的四种测量方法:单向时差比对法、双向时差比对法、利用GPS系统时间比对法和激光时差比对法,并对这四种方法的测量原理进行了分析和比较。对育种卫星搭载国产铷钟的试验方案和测量结果进行了介绍。     

星间时间同步系统及零值标定研究

空间卫星的相对距离和钟面时差的准确测量,是实现多星之间时间同步,完成特定任务的重要基础。在介绍空间星间测试验证系统与双向单程距离和时差测量的基础上,提出一种闭环自测的零值标定方法。经理论分析和测试验证表明,所测数据稳定可靠,能够满足实际测量的要求。     

一种对深空探测器信标信号的无源定位方法

针对返回式深空探测器着陆回收过程中,使用测控网络、搜救卫星网络和区域定位网络时的信息不足之处,提出增加基于长基线时差体制无源定位信息的方法.根据返回式深空探测器信标的正弦调制包络特性,采用改进的双谱线算法对高精度频率进行估计,使用离散时间傅立叶变换算法进行初相和到达时间估计,并对信标信号时差测量精度进行了仿真.根据时差...     

在时分通讯导航系统中的时间同步问题

本文对时分通讯导航系统中的时间同步问题进行了初步的研究,讨论了时系的构成,系统中时钟的稳定度;入网同步;系统的工作区域等问题。提出了各种测量时钟之间时差的各种方法,并对时差的误差进行了分析。     

北斗长河组合导航伪时差测量与ASF修正

通过时间比对手段把长河二号和北斗一号两个导航系统的原子钟组成一个参考时间尺度,测量导航信号由天线发出时刻相对于同一参考时间尺度的时差改正数,通过卫星微波或地面长波信号把改正数发送给用户接收机,经解调解码,就可以进行北斗长河组合导航的伪时差测量,从而解算接收机的位置和钟差。用模式计算和实测相结合的方法解决长河信号的传播的ASF改正问题,是提高组合导航定位准确度的有效手段。     

高分辨力原子频标比对装置的研制

高分辨力原子频标比对装置是采用时差法和频率差值倍增技术相结合的方法对待测信号进行频率稳定度的测量。测试结果表明该方案设计的合理性和先进性,其实际测量的附加频率不稳定度指标达到<5.0E-14/1s。     

一种精密的微波群时延校准装置

精密的微波群时延校准装置采用双通道混频技术,以宽带微波放大器作为隔离器,低频数字相位计作为测量标准器。在２￣１８ＧＨｚ的频率范围内,测量不确定度为：（０．１￣０．２）ｎｓ＋０．２τｇ％。详细论述了装置的工作原理、技术特点、不确定度分析、技术指标的确定等。     

太赫兹肖特基二极管混频性能分析

工作在太赫兹波段的肖特基混频二极管的混频性能会受到高频效应的影响而降低.将有限差分算法引入二极管内部电磁场的计算中,并从结电容并联效应、趋肤效应、等离子共振、速率饱和效应四个方面分析了高频效应对二极管混频性能的影响,并以截止频率作为品质因数,对二极管结构参数进行优化设计.仿真实验结果表明:随着频率的提高,减小阳极直径、减小外延层厚度和提高外延层掺杂浓度能减小高频效应的影响,提高太赫兹二极管的混频性能.     

多路纳秒时差自动测量系统的研制

介绍了一个适于多个频标相位和长短期频率比对的高精度测量系统。比对信号采用5MHz,与一个分辨力为Ins的计数器相配,时差测量的理论分辨力为0.2ps;相位测量的本底噪声为±0.3ps(rms);频率测量的本底噪声为4×10^(-13)/τ(τ<100S)。还对系统中的差拍器的设计原则和具体实施考虑作了介绍。