新型被动氢钟电极式微波腔的设计和仿真

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作者 谢勇辉 戴家瑜 +2 位作者 陈文星 彭纪兴 林传富 《中国科学院上海天文台年刊》 2010年第1期119-124,共6页

在计算机仿真软件的帮助下,设计并优化了一种用于被动型氢钟的新型电极式微波腔,其具有腔Q值高、微波场分布优越、结构简单实用、腔频调节方便、结构强度大等优点,可用于高性能被动氢钟的研制。

关键词 被动氢钟 电极 微波腔 计算机仿真 腔Q值

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基于信噪比分析的被动氢钟输入功率研究 被引量：1

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作者 章旭晖 沈雷 帅涛 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2019年第3期32-36,共5页

针对氢原子能级跃迁的特性,提出一种基于系统信噪比寻找最佳输入功率点以提高原子跃迁信号性能的方法。利用数字频率合成器得到探测信号并导入氢钟谐振腔中获得谐振腔与氢原子跃迁的特性,再将氢钟物理输出信号通过基于现场可编程门阵列... 针对氢原子能级跃迁的特性,提出一种基于系统信噪比寻找最佳输入功率点以提高原子跃迁信号性能的方法。利用数字频率合成器得到探测信号并导入氢钟谐振腔中获得谐振腔与氢原子跃迁的特性,再将氢钟物理输出信号通过基于现场可编程门阵列的电路系统中进行处理。在MATLAB平台上,计算得出不同输入功率下的氢原子跃迁信号带宽与系统信噪比关系,找出最佳输入功率点以提高氢原子跃迁信号的性能。 展开更多

关键词 被动氢钟 氢原子跃迁 数字频率合成器 现场可编程门阵列 系统信噪比

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应用于被动氢钟的简单滤波器实现 被引量：1

3

作者 徐文 李玉莹 刘铁新 《中国科学院上海天文台年刊》 2011年第1期90-95,共6页

在被动型氢原子钟数字伺服电路中,使用FPGA对误差信号进行数字信号处理。设计了一种简单的低通滤波器,与传统的FIR滤波器相比,节省了FPGA的使用资源,并且性能优于传统滤波器,能够很好地应用于被动型氢钟。

关键词 被动型氢钟 数字伺服 移动平均滤波器

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基于计算机仿真的被动型氢钟磁屏蔽系统磁场分析 被引量：3

4

作者 冷如冰 王瑞 戴家瑜 《中国科学院上海天文台年刊》 2016年第1期49-58,共10页

磁屏蔽系统是被动型氢原子钟的重要组成部分，它的好坏直接影响到物理系统输出信号的具体数值，表现为氢钟抵御外界磁场干扰的能力。通过仿真较为直观地展示并分析了特定磁屏蔽系统在特定外界磁场环境中的工作情况，并且通过原理分析，... 磁屏蔽系统是被动型氢原子钟的重要组成部分，它的好坏直接影响到物理系统输出信号的具体数值，表现为氢钟抵御外界磁场干扰的能力。通过仿真较为直观地展示并分析了特定磁屏蔽系统在特定外界磁场环境中的工作情况，并且通过原理分析，仿真了在使用特定退磁工艺时磁场在磁屏蔽上的分布情况。根据仿真结果建立了模型，探索了适应于被动型氢原子钟的退磁方法，及相应的结构设计。该方法贴合被动型氢钟磁屏蔽材料的特性，使得退磁工艺的设计有针对性。 展开更多

关键词 被动氢钟 磁屏蔽系统 退磁工艺 计算机仿真

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被动型小氢钟的试验研究 被引量：6

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作者 林传富 刘铁新 +5 位作者 翟造成 张为群 陆家复 彭纪兴 王庆华 于双林 《计量学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期69-71,共3页

介绍了上海天文台被动型小氢钟的设计和研制 ,给出了初步的测试结果。这种小氢钟应用了电极负载腔。在伺服环路上采用被动的工作方式和腔的自动调谐 ,用方波调制的方法得到误差信号。和传统的主动型氢钟相比 ,它的整体体积减小 ,重量降... 介绍了上海天文台被动型小氢钟的设计和研制 ,给出了初步的测试结果。这种小氢钟应用了电极负载腔。在伺服环路上采用被动的工作方式和腔的自动调谐 ,用方波调制的方法得到误差信号。和传统的主动型氢钟相比 ,它的整体体积减小 ,重量降低。经过初步测试 ,这种被动型小氢钟的频率稳定度为σ(2 ,τ) =1 0× 10 - 1 1 τ- 1 2 (1s<τ <5× 10 4 s)。 展开更多

关键词 计量学 频率标准 被动型小氢钟 电极负载腔 方波调制

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被动型氢钟超均匀C场的计算与优化 被引量：3

6

作者 王勇 邱实 李建清 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期783-788,共6页

针对被动型氢钟超均匀C场设计问题,提出了一种数值计算和优化方法.利用Biot-Savart定理、高斯定理及安培环路定理,分别得到圆柱形磁场筒的轴线磁感强度解析式以及轴线外磁感强度的级数表达式,并利用所得公式,通过数值计算的方法得到了... 针对被动型氢钟超均匀C场设计问题,提出了一种数值计算和优化方法.利用Biot-Savart定理、高斯定理及安培环路定理,分别得到圆柱形磁场筒的轴线磁感强度解析式以及轴线外磁感强度的级数表达式,并利用所得公式,通过数值计算的方法得到了整个磁场筒内部磁感强度的数值解.采用在磁场筒的两端各加上2组补偿线圈的方法补偿有限长螺线管线圈两端的磁感下降,并且根据数值计算结果优化补偿线圈的各个参数,使得磁场筒中心轴线上磁场相对均匀度优化达到了99.8%以上,且整个储存泡空间区域内磁场相对均匀度达到了99.5%以上.最后,得出了一套合理优化的C场磁筒的加工参数.为提高原子谱线的信噪比奠定了基础. 展开更多

关键词 被动型氢钟 超均匀C场 解析式法 级数法 数值计算 优化设计

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被动型氢原子钟退磁装置设计 被引量：1

7

作者 冷如冰 王瑞 +1 位作者 刘铁新 戴家瑜 《电子测量技术》 2018年第4期76-80,共5页

现阶段被动型氢原子钟退磁工艺采用手动操作变压器的方式实现,工艺过程对操作人员的经验有一定依赖,在退磁效果不理想的情况下需要进行多次尝试。为了实现对退磁工艺更精确的控制,将退磁工艺数字化并集中存储管理数据,该系统使用步进电... 现阶段被动型氢原子钟退磁工艺采用手动操作变压器的方式实现,工艺过程对操作人员的经验有一定依赖,在退磁效果不理想的情况下需要进行多次尝试。为了实现对退磁工艺更精确的控制,将退磁工艺数字化并集中存储管理数据,该系统使用步进电机控制变压器旋钮转动的方式代替手动操作,配合行星减速机以增加控制精度与扭矩,并采用加减速控制算法分多段完成。加入了接近开关、交流接触开关等来增加退磁工艺的灵活性,硬件模块统一由微处理器控制,控制参数预先计算好后存入数据库中方便用户调用,同时在用户界面以及安全方面进行了设计。该装置最终成功实现了退磁工艺自动化以及统一管理退磁工艺的目的,同时为上海天文台被动型氢钟的研制提供了帮助。 展开更多

关键词 被动氢钟 退磁装置 加减速控制

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被动型氢钟流量变化对长期频率稳定度的影响分析 被引量：2

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作者 李玉莹 刘铁新 +1 位作者 陈文星 谢永辉 《时间频率学报》 CSCD 2012年第1期6-11,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 被动型氢钟 流量 长期频率稳定度

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数字调频和数字伺服在被动型氢原子钟上的应用 被引量：1

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作者 陈文星 戴家瑜 +1 位作者 刘铁新 林传富 《时间频率学报》 CSCD 2007年第1期20-28,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 被动型小氢钟 数字调频 数字伺服系统

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被动型氢钟频率稳定度与频率漂移特性分析 被引量：1

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作者 李玉莹 刘铁新 《中国科学院上海天文台年刊》 2010年第1期125-131,共7页

原子钟存在频率的漂移,这种漂移主要由内部器件造成,包括由量子结构造成的频率漂移、相检及运放造成的漂移等。分析被动型氢钟的频率漂移首先需要判断其主要噪声类型,其次选择合适的拟合方法计算漂移率,再用实验验证该拟合方法的可行性。

关键词 被动型氢钟 频率稳定度 频率漂移 噪声类型

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被动型星载氢钟H型气体电离模型及参数优化

11

作者 王勇 邱实 李建清 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期56-61,共6页

针对被动型星载氢钟气体电离装置低功耗、低电磁干扰的设计要求,设计了一种基于平面盘绕馈能天线的H型电离系统,并建立该电离方法的数学模型。首先,由Maxwell方程出发,推导出了电离泡中的电场和磁场的分布模型,得到气体电离机制;再由电... 针对被动型星载氢钟气体电离装置低功耗、低电磁干扰的设计要求,设计了一种基于平面盘绕馈能天线的H型电离系统,并建立该电离方法的数学模型。首先,由Maxwell方程出发,推导出了电离泡中的电场和磁场的分布模型,得到气体电离机制;再由电磁场的分布方程推导出氢气击穿判据表达式,建立了气体电离条件的数学模型;最后,利用电离击穿条件判据方程优化了电离装置的设计参数。数值仿真与测试表明该模型是有效的,采用优化的设计参数可以使电离功耗和电磁干扰特性得到改善,且电离直流电源总功率可小于2W。 展开更多

关键词 气体电离模型 电磁场分布 电离参数 优化 被动型星载氢钟

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基于DSP与FPGA的被动型氢钟数字伺服系统的研究

12

作者 陈文星 林传富 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2010年第3期301-309,共9页

基于DSP和FPGA的特点,设计了被动型氢钟数字化伺服系统,实现了对误差信号的处理。采用先进的DSP和FPGA芯片,提出了新的解决方案,整个系统由FPGA控制DSP工作并实现最后的信号输出,文中对其硬件结构和软件流程进行了阐述。

关键词 被动型氢钟 数字信号处理器(DSP) 现场可编程逻辑门阵列(FPGA)

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被动型氢原子钟单频调制原理分析 被引量：1

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作者 王楠 《信息通信》 2017年第5期28-29,共2页

单频调制技术具有调制频率高、环路参数限制小的优点,对降低原子钟环路噪声、提高中短期频率稳定度具有重要的意义。文章基于被动型氢原子钟,讨论了频调制技术的应用并进行了相应的理论计算分析,为今后该技术的进一步应用提供参考。

关键词 被动型氢钟 单频 准直 选态

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用于被动型氢钟的高精度控制器设计 被引量：2

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作者 曲豹创 陈从颜 +2 位作者 刘铁新 邱实 林兆伟 《宇航计测技术》 CSCD 2010年第3期1-5,共5页

根据被动型氢钟数字伺服系统的特点,设计并实现了高精度数字伺服系统。硬件电路采用了高速DSP处理芯片,两种DA转换芯片组合实现了最小步长10μV范围10 V的控制输出,高速AD转换芯片可以满足被动型氢钟慢速调制和快速调制的要求。整个系... 根据被动型氢钟数字伺服系统的特点,设计并实现了高精度数字伺服系统。硬件电路采用了高速DSP处理芯片,两种DA转换芯片组合实现了最小步长10μV范围10 V的控制输出,高速AD转换芯片可以满足被动型氢钟慢速调制和快速调制的要求。整个系统以较低的代价达到了设计要求,并进行了硬件测试,结果表明控制电路满足输出要求。 展开更多

关键词 被动型氢钟 控制系统

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被动型氢钟波谱信号观测装置的设计

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作者 邵艳丽 张军海 林传富 《时间频率学报》 CSCD 2005年第1期1-6,共6页

简单介绍了被动型氢钟的量子系统,阐述了波谱信号观测装置的设计。该装置采用标准10MHz晶振产生被动型氢钟的微波激射信号(1.420406GHz),然后将该信号输入氢钟的脉泽振荡器中。脉泽振荡器输出的信号经过低噪声放大、两次混频及滤波后所... 简单介绍了被动型氢钟的量子系统,阐述了波谱信号观测装置的设计。该装置采用标准10MHz晶振产生被动型氢钟的微波激射信号(1.420406GHz),然后将该信号输入氢钟的脉泽振荡器中。脉泽振荡器输出的信号经过低噪声放大、两次混频及滤波后所得的谱线包含了量子系统的信息,通过分析最终的谱线即可得知量子系统的优劣。该装置已用于对两台被动型氢钟的测试,并根据测试结果对量子系统进行了改进。 展开更多

关键词 被动型氢钟 超精细能级跃迁 脉泽振荡器 量子系统 波谱信号

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