守时用小型氢原子钟

氢原子钟是一种高精度的现代时间和频率标准,由于它是目前国际上各种实用原子时频标准申稳定度最高的一种,从而,在国防、空间和现代科学实验中有着重要的应用。 在我国,上海天文台在1972年研制成功我国第一台氢原子钟后,在此基础上又于1987年研制成功一种可整体搬运的工程型氢原子钟,并已小批量生产了多台,用于军事、VLBI、原子时守时系统等项目中。     

上海天文台工程型氢原子钟的车载实验

本文介绍上海天文台工程型氢原子钟适应野外工作，便于搬运的某些特殊结构．同时给出车载实验的经过和结果。     

种工程型氢原子钟

上海天文台1970年开始研制氢原子钟,1972年获得成功。此后,改进设计又研制了多台,现正在上海、北京等几个实验室正常运转。图1表示上海天文台早期研制的实验室型氢标准。 与此同时,从1985年起,为装备中国VLBI网络,上海天文台又着手研制新一代氢原子钟,现已研制成功。如图2所示。这种新型标准是一种坚固的、可靠的和可搬运的工程型标准。在这里,我们将描述它的主要特征及其性能指标。 一、新型氢原子钟的特点 上海天文台的新型氢原子钟是一种极高稳定度的时、频标准,在1秒到10~5秒的取样时间它提供极高的频率稳定度。适合于VLBI和守时工作的这种新型标准是一个坚固的、容易运输的标准,对于用户     

SOHM-4型氢原子钟的设计改进与初步性能

氢原子钟是一种最稳定的 (除极短测量时间间隔之外 )频率标准 ,但是环境温度变化及微波谐振腔老化会引起原子钟输出频率的变化 ,从而导致氢原子钟长期性能变差。为了减小这些影响 ,可借助一种自动调谐器来确保谐振腔的频率始终工作在所需的频率上 ,并采用新的温度控制系统来改善氢原子钟的长期性能。针对这些年来许多氢钟出现的有关问题 ,上海天文台在借鉴国外氢钟实验室经验的基础之上 ,对原有氢钟进行了技术改造 ,并为国家授时中心研制了SOHM - 4型氢原子钟。对该型氢原子钟技术改造特点作了介绍 ,并给出了期望的性能指标及初步的测试结果     

氢钟中使用热敏电阻控温的几个问题

对自1991年以来，在上海天文台氢原子钟上使用的热敏电阻控温系统的几个相关问题进行了讨论与分析。该系统的控温精度可达±5％，粗测温度复制性优于±3‰。     

钛离子泵高压电源

本文简要介绍了上海天文台首次研晟功的钛离子泵高压电源。该电源以体积小、重量轻、效率高、可靠性好、工作寿命长，并可直流供电等特点为实用型氢原子钟提供了必备条件。文中描述了该电源的基本工作原理和设计特点。     

陕西天文台的氢原子频率标准

本文叙述了作为中国科学院陕西天文台原子时TA(CSAO)基准的两台氢原子频率标准的工作情况,短稳、长稳、准确度等技术指标的测试结果。     

两台氢原子钟工作状况良好

我台建立的原子时间基准中目前所用的频率基准是两台氢原子钟。作为频率基准,必须具备足够高的独立定标的准确度和好的长期稳定度。氢原子钟的准确度决定于引起频率偏移的各项修正的不确定度。通过分项测试表明,这两台氢原子钟C场修正的误差小于     

氢频标10ms级的频率稳定度的改善

本介绍在某工程上应用的上海天台工程型氢频标10ms级频率稳定度的改善措施和采样时间为10ms时，对氢频标频率稳定度测量的结果。     

镧镍储氢技术在氢原子钟中的应用

合金储氢方式现在已被广泛采用，这种储氢方式也可应用于氢原子钟。该文叙述了镧镍合金储氢原理及其在上海天文台氢原子钟上的应用。为了提高可靠性或降低漏气的可能性，已经对该种氢源的结构作了改进。与其它一些储氢方式相比，就其体积与储氢压力等方面而言是非常有优势的。     

上海天文台氢原子钟的研制进展

氢原子钟的早期发展 上海天文台1970年开始氢原子钟的研制,1972年研制成功。一共研制了6台这种实验室型的氢原子钟。这些标准主要用于VLBI国际联测和频率测最的参考标准。它们的设计特征和性能指标在文章[1-3]中已经描述过了。图1是两台这种标准的照片。     

氢原子钟蓝宝石谐振腔的设计和实验表现

为了设计主动型氢原子钟蓝宝石谐振腔的结构尺寸,对根据TE011模式下蓝宝石谐振腔的麦克斯韦尔方程组推出的超越方程进行了求解,利用电磁场有限元分析软件对蓝宝石腔进行了仿真分析。通过计算S参数,确认了所设计的氢原子钟蓝宝石谐振腔实现氢脉泽自激振荡的现实性。利用SOHM-4型氢钟机架作为实验床,在离子泵电流1.1 mA时,得到了强度为-102.93 dbm的脉泽振荡信号。此信号强度与标准的主动型氢原子钟在相同的离子泵电流下的信号强度相仿。     

上海天文台氢原子钟热敏电阻控温系统

上海天台的氢原子钟从1991年起采用了热敏电阻控温的新恒温系统，这种方法具有灵敏度高、控温精度高和重复性好的特点。本简要介绍这种方法的原理、工作情况和结果，并讨论了某些相关的问题。     

一种适用于长弧段的初轨计算方法

根据单位矢量法测轨原理，在人造卫星初轨计算的单位矢量法基础上，给出了一种适用于长弧段的初轨计算方法．该方法既适用于长弧段，也适用于短弧段；适用于各种不同类型的观测资料和任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星；有利于提高初轨测定精度；并改善整个计算收敛性．特别需要指出的是，该方法与有摄初轨计算的单位矢量法相结合，为单位矢量法从初轨计算推广到轨道改进打下了坚实的基础．     

太阳系浸泡在本星际云内

天文学家证实:25万年以来,我们的太阳系浸泡在一个游动的本星际云(Local Interstellar Cloud,简称LIC)内。该云的主要成分为中性氢原子,围绕着巨大的跨越天蝎座-半人马座星协的空腔边缘有一个膨胀的气云复合体,该LIC看来好像是此复合体的一部分。巨大星协的中心距太阳约400光年,众多年轻的,大质量     

H7氢钟腔—泡结构特征和储存泡涂敷技术

本文介绍上海天文台氢原子钟腔－泡结构的改进，改进后的近实体型腔－泡结构的特征和漂浮板滚柱结构以及贝氏弹簧在消除系统中应力所起的作用，同时还介绍了储存泡设计的改进，改进后的腔－泡整体结构频率温度系数的实验数据及储存泡内表面涂敷工艺。     

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。     

数字调频和数字伺服在被动型氢原子钟上的应用

简单介绍了被动型氢原子钟的组成及原理,阐述了基于数字调频和数字伺服的电子电路在被动型氢原子钟上的应用(目的是改善钟性能),并给出了设计的最终测试结果及其分析,数据表明该系统的稳定度比原有系统有很大提高。为了进一步改善钟性能,又对伺服系统提出了以数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)为主体的新的方案。     

卫星轨道预报的一种分析方法

人造地球卫星的轨道预报是空间环境监测和实时跟踪测量中一个重要环节，由于监测对象众多，要求精度也不太高，通常采用分析法预报．在已有分析法得到t时刻平均根数的基础上给出一种轨道预报方法，由t时刻的平均根数给出该时刻卫星的位置和速度，在此基础上将地球非球形引力摄动的周期项直接用卫星直角坐标的位置和速度分量表示，这样可以避免在计算轨道根数变化的周期项时出现的奇点问题，从而对根数的选择无特殊要求，可适用于各种轨道，简化预报程序和相应的软件，提高预报效率。     

用于守时工作的时间间隔计数法与双混频时差测量比对法的比较

为了比较用于守时工作的时间间隔计数法和双混频时差测量法,分析了国家授时中心时频基准实验室的两种测量比对设备(SR620时间间隔计数器和PCOMP多通道相位比较仪)对同一组原子钟进行测量时所得到的结果(钟的速率、RMS、测量精度和稳定度)。分析所得的主要结论是:双混频时差测量法具有更高的比对精度,更适用于氢原子钟短期(τ≤5 d)稳定度的测量。