一种用于氢脉泽自支调谐的高稳锁相接收系统

本介绍了一种高稳定锁相接收系统，这种系统不仅整体合一、体积小、而且性能优良、可靠性高，为氢频标的工种化、商品化提供了条件。它可以提高氢脉泽频标的长期频率稳定度，对影响氢脉泽频标中短期频率稳定度的旧的电子系统也有所改善。章详细介绍该系统的工作原理、设计原则和各项技术指标，并对环路的性能进行了分析，最后给出了该系统的实测应用结果。     

氢钟和铯钟联合守时初探

氢钟和铯钟作为两种不同类型的频标,从统计角度上来说,它们在短期和长期频率稳定度方面的表现为时间频率领域中的学者们共识．随着技术的改进氢钟近年来在长稳方面有所提高．根据中国科学院国家授时中心(NTSC)新进口的2台美国氢钟(Sigma T)近一年来实验数据的分析,定量说明氢钟不同采样间隔的频率稳定度,并与铯钟的性能做比较．同时根据这两种类型频标的性能取长补短,探讨一组铯钟和两台氢钟联合守时的方案和地方原子时计算方法．     

流动VLBI站氢原子钟的研制与性能测试

氢脉泽是射电天文所必需的频率标准.文中对为流动vLBI站研制的新一代氢脉泽的物理结构特点进行了讨论，包括对腔泡结构、磁屏蔽、原子束光学系统等.同时性能测试表明在80秒到1天之间频率稳定度优于1×10     

以原子喷泉为基础的新型铯原子钟的研究进展

原子频标的准确度是计量的基础,目前最好的频标是铯束频标。由于腔相移等因素的制约,进一步提高铯频标的准确度遇到了困难。近年来国际上已开始研究一种新型频率基准——铯原子喷泉频标,它克服了传统的铯束频标中的腔相移问题,准确度已达到10~(-15),稳定度可达     

NTSC的双混频时差测量系统试运转结果分析

中国科学院国家授时中心(NTSC)新进口的由德国Timetech公司制造的双混频时差测量系统(dual mixer time difference system,DMTD)已经通过了试运行。介绍了DMTD的工作原理和设备结构。NTSC时频基准实验室的主钟(MC)信号作为DMTD的频率参考信号,5个氢钟和18个铯钟的频率信号作为被测信号与MC信号进行相位比对。用频率分配放大器输出的多路MC信号也作为被测信号用以监测DMTD本身的精度和稳定度。给出了DMTD和时间间隔计数器TIC实际测量结果的比较及误差分析。测量结果表明DMTD特别适用于频率短期稳定度非常高的氢原子钟这样的频标之间的频率和时间比对。该设备将用于NTSC的守时工作,不久的将来也将用于铯喷泉与氢钟的频率比对。     

脉冲星对氢原子钟的频率驾驭算法研究

氢原子钟具有较高的短期稳定度,将其作为主钟可在短期内产生高精度的本地时间信号.但氢钟存在频率漂移现象,导致其长期稳定度较差,从而影响本地时间的准确性.毫秒脉冲星自转高度稳定,借助于其长期稳定度高的特性,可定期实现对氢原子钟的频率驾驭,并对实时信号加以控制.首先分析了国际脉冲星计时阵(International Pulsar Timing Array,IPTA)第二批发布数据中四颗毫秒脉冲星的稳定度随时间的变化,同时采用哈达玛方差分析了中国科学院国家授时中心(National Time Service Center,NTSC)一台氢钟的频率稳定性能,最终给出了利用脉冲星驾驭氢原子钟频率的方法.     

SOHM型氢钟在国家授时中心的运行情况分析

上海天文台研制的型号为SOHM-3和SOHM-4的3台氢原子钟在中国科学院国家授时中心(NTSC)已经运行了一年多时间。收集了每个氢原子钟与NTSC主钟的时间比对数据。数据的分析结果给出了这几台氢钟在不同采样间隔上的频率稳定度,也显示出1台氢钟明显的相位跳变,讨论了这种相位跳变的原因。比较了这3台氢钟和从美国进口的Symmetricom公司制造的氢钟的频率稳定度的温度变化效应,指出了上海天文台研究制的氢钟存在的主要问题。     

被动型氢原子频标

1976年,NBS 提出了采用射频检测的被动型氢原子频标的设计,经过几年的研制实践证明,这种有腔频伺服的被动型氢原子频标具有优良的长期频率稳定度性能,由于被动型氢原子频标无需满足振荡条件,腔的 Q 值可以选得较低,可以做成介质腔或其它结构形式的腔,缩小腔的体积,易实现氢原子频标的小型化。NBS 的小型化氢原子频标亦已制成,用陶瓷作腔介质,腔直经为14.6cm,高为13.7cm,腔的无载 Q 为600,激射器容积仅为20升。此小型化氢原子频标稳定度为5×10~(-15)/7天,漂移为1.2±5×10~(-18)/天,守时能力为5±3ns/7天。     

氢脉泽长期性能的改进

腔失谐引起的牵引效应是限制氢脉泽长期稳定度的主要因素,并使时畴测量中的频率稳定度出现不随τ变化的“平坦区域”。本文叙述了近一年来我们为了减小腔牵引所做的实验和改进。通过腔频温度补偿实验而使腔频温度系数小于100Hz/℃;腔温也从50℃降低到约30℃,使原子谐振谱线Q值增大了1.5倍。初步的比对结果表明,作了上述改进后的氢原子钟(锁相晶振)的长期稳定度达到±(4-7)×10~(-14)/日。     

原子时尺度分析研究

守时型原子钟主要包括氢原子钟和铯原子钟,为进一步探究不同类型守时原子钟计算时间尺度相关性能,本文开展全氢钟及氢铯联合时间尺度研究。首先依据国际权度局(Bureau International des Poids et Mesures, BIPM)发布的d公报将氢原子钟进行分类,针对分类结果分别运用原子时尺度理论方法计算全氢钟时间尺度,并给出分析结果。随后计算全铯钟时间尺度,并分析探究两种不同的氢铯联合钟组时间尺度。结果表明,基于频率漂移量较小的氢钟组形成的时间尺度波动范围小,且稳定度优于频率漂移量较大的氢钟组形成的时间尺度。氢铯联合形成的时间尺度稳定度优于全铯钟时间尺度,不同的氢铯联合钟组计算得到的时间尺度结果相近。     

上海天文台氢原子钟稳定度已达到10~(-15)

上海天文台使用中的氢原子钟,近年来特别是1985年以来,进行了某些根本性的改进。最近的性能测试表明,改进后的氢钟稳定度性能有了很明显的改善,对于超过100秒取样时间的稳定度均已达到10~(-15)量级,进入国际先进水平。其具体情况如下: 一、主要改进措施 1.设计并建造了近实体型胶-泡结构。有许多因素影响氢脉泽的频率稳定度性能,其中最主要的不稳定性源是来自腔频率牵引效应。腔频漂移多由     

被动型氢钟流量变化对长期频率稳定度的影响分析

为提高系统的长期频率稳定度(它是被动型氢钟的一个重要指标),设计了一种实验,用以分析在不同微波腔谐振频率下,氢气流量变化对输出频率的影响。通过实验发现微波腔的控制电压存在一个调谐点,在调谐点附近,流量变化对输出频率的影响变小。但是对于单频系统,如何将微波腔锁定在调谐点附近以及如何减小流量的影响和提高系统的长期频率稳定度还需要进一步探索。     

氢钟在陕西天文台的运行及在守时工作中的作用

我国研制的氢原子频标在陕西天文台运行已二十多年了 ,对我们的时间工作起到了重要的作用。 1 979年至 1 980年间 ,陕西天文台没有铯原子钟 ,氢频标曾作为基准钟 ,为我台原子时尺度的建立立下首功。 1 983年后 ,长期性能得到改进。1 993年 ,在我国氢原子钟同行中 ,率先在国际时间局取到权。随着科学技术的发展 ,对时间工作精度的要求日益提高 ,陕西天文台仍然需要世界一流水平的氢原子频标。     

一种铷原子频标射频倍频单元的实现

讨论了射频倍频单元对汽泡型铷原子频标频率稳定度的影响,介绍了一种我们新研制的用于小型汽泡型铷原子频标的数字锁相倍频电路。将该数字锁相倍频电路接入铷原子频标系统后,闭环测得该频标系统的稳定度为σy（r=1s）≤3×10^-11,达到商用小型铷原子频标性能指标,而该倍频电路板的面积仅为原倍频电路板面积的1／2,功耗仅为原倍频电路的1／3。     

氢原子钟的频率驾驭算法研究

以氢钟作为主钟系统的频率源,可产生短期稳定度更好的本地时间UTC(k),氢钟通常具有频率漂移效应,这使得氢原子钟的长期稳定度随着时间的推移不断降低,进而影响UTC(k)的稳定度与准确度.为解决这一问题,比较分析了氢钟和铯钟的性能,改进了氢钟参与时间尺度计算的算法,并提出了基于主钟为氢钟的频率驾驭算法.通过搭建试验系统,编制相关的软件,对该算法进行了检验.测试结果表明当氢钟参与原子时计算时,可有效改善参考时间尺度的短期稳定度,同时主钟频率源为氢钟比主钟频率源为铯钟产生的本地时间UTC(k)具有更好的短期频率稳定度.     

频率稳定度的相关测量

引言目前对于频率稳定度的时域方面测量,往往较多采用比相,近年来利用双混频时差测量,也较普遍开展。但这些方法对于100ms 以下稳定度测量往往比较困难。本文探索利用自相关测量技术来检测频率稳定度。提供了独特的实验装置,它依赖于随机相位噪声的自相关特性,是对造成频率不稳定性的随机相位噪声进行直接测定,特别适合于100ms 以下稳定度测量。由于本系统是对随机相位噪声的自相关函数测定,通过终端处理,可以给出关于频率稳定度     

基于差拍的频标比对系统的性能比较

针对差拍计数器测量系统和差拍数字频标比对系统各自的频率测量特性、精度表现等方面的差异,建立了基于差拍技术的频标比对平台以便进行测试比较。分析了这两套系统的技术要点及实现流程,详细阐述了差拍数字频标比对系统性能较高的原因,并对这两套系统的综合性能进行了测试和比较分析。差拍计数器测量系统所得测量值的稳定度（A11an方差,τ=1S）为4．7×10^-12,差拍数字频标比对系统所得测量值的稳定度为3×10^-14,后者比前者提高了近两个数量级。     

氢钟在陕西天文台的运行及守时工作中的作用

我国研制的氢原子频标在陕西天台运行已二十多年了,对我们的时间工作起到了重要的作用,１９７９年至１９８０年间,陕西天台没有铯原子钟,氢频标曾作为基准钟,为我台原子时尺度的建立立下首功,１９８３年后,长期性能得到改进,１９９３年,在我国氢原子钟同行中,率先在国际时间局取到权,随着科学技术的发展,对时间工作精神的要求日益提高,陕西天台仍然需要世界一流水平的氢原子频标。     

上海中新型氢原子钟的性能评定

一种实用型氢原子钟已在上海天文台研制成功并投入使用，这篇文章描述它的设计特点，频率稳定度测试以及它的环境性能测试。测试和实用结果表明，在频率稳定度性能以及对磁场、温度和气压灵敏度等环境性能方面较之上海天文台早期实验室型氢原子钟均有根本性的改善。频率稳定度在1秒到10秒之间呈现τ^-1特征，σy（τ）＝2.2×10^-13/τ；10秒到500秒之间呈现τ^-1/2特征，σy(τ)＝5.5×10^-14/τ^1/2；而取样时间1000秒左右的最好稳定度在3－5×10^-15。测量的温度灵敏度为1－3×10^-14/℃；磁场灵敏度为1.1×10^-12／G，气压灵敏度为4×10^-16/mmHg。     

原子钟频率稳定度评估方法综述

原子钟通过稳定的频标来测量时间,但频标输出信号会受到不同来源噪声的影响,因此原子钟间相位偏差可以看作服从幂律∑h_αf^α的连续随机过程。该随机过程并非平稳的,一般是通过高阶的差分使得序列平稳化,常用的时域频率稳定度评估方法便是采用此种思路。幂律噪声实际是对白噪声过程进行微分和积分得来,不同幂律的噪声对应不同的随机微分方程,实际上幂律噪声的仿真也是通过白噪声基于此实现的。首先介绍了不同幂律噪声的鉴定方法,并结合文献给出常见幂律噪声对应的微分方程;然后介绍了不同频率稳定度评估方法之间的关系和其相应的传递函数,并简单总结了其置信区间的计算方法。该文的工作有助于构建原子钟随机模型和频率稳定度评估方法。