环境温度对氢原子钟性能的影响

本文探讨了被动型氢原子钟在宽温度环境下的频率特性,为小型、易搬运、高可靠、环境适应性强、高性能氢原子钟的研制提供了参考.将被动性氢原子钟置于温箱,测量其在不同温度下的开机特性、频率稳定度、频率准确度等参量.本文在10℃~35℃的宽温度范围内进行测试分析,研究了环境温度对氢原子钟开机特性、频率准确度及频率稳定度的影响.对于被动型氢原子钟在恶劣环境下的研制和应用提供可靠的依据和参考,也可为研究其它类型原子钟受温度的影响提供借鉴.     

守时用小型氢原子钟的研制

本文报告了一种守时用小型氢原子钟的设计和研制。该钟应用了一个精密的电容式谐振腔，由于其体积很小，从而使钟的整体体积和重量较通常的氢钟大大减小。腔的Ｑ值采用正反馈获得增益，从而能维持氢脉泽振荡并改善信号的信噪比。由于采用了腔频自动调谐系统，钟的长期稳定度可与通常的氢钟相比。     

新型国产氢原子钟的设计改进及其在守时中的初步应用

氢原子钟是一种稳定的频率标准,环境温度变化及微波谐振腔的老化比较容易引起其输出频率的变化,从而导致钟的长期性能变差.上海天文台针对这些年来许多氢钟出现的相关的问题,结合国外氢钟实验室的经验,对谐振腔自动调谐器、温度控制的设计进行了改进以改善氢原子钟的长期性能.描述了为国家授时中心守时系统所研制的氢原子钟的技术改造特点与所达到的性能指标及在守时中的应用结果.     

脉冲微波式氢原子钟的研究进展

在传统被动型氢原子钟基础上,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)控制数字衰减器产生两个相干脉冲微波,激励氢原子发生Ramsey干涉,从而压缩原子跃迁谱线宽度,提高被动型氢原子钟稳定度性能。利用单片机控制直接数字频率合成器(DDS)产生扫频信号,可以得到完整的Ramsey条纹。目前已观测到Ramsey条纹并成功将原子跃迁谱线宽度压缩至1.2 Hz,仅为传统被动型氢原子钟线宽的40%。     

一种极小型氢频标

上海天文台正在研制一种守时用极小型氢原子钟。该频标采用了一个精密的电容式负载谐振腔,它的体积小,从而使标频的体积和重量较通常的氢原子钟大大减小。精密腔的Q值采用正反馈获得增益,从而能维持脉泽振荡并改善信号的信噪比。由于采用了腔自动调谐系统,该频标的长期稳定性可与通常氢钟相比,甚至更好。目前,该频标已建立起来,获得了脉泽振荡信号并锁定晶振,且腔自动调谐系统工作灵敏。     

守时用小型氦原子钟的研制

本文报告了一种守时用小型氢原子钟的设计和研制，该钟应用了一个精密的电容式谐振腔，由于其体积很小，从而使钟的整体体积和重量较通常的氢钟大大减小，腔的Q值采用正反馈得增益，从而维持氢脉泽振荡并改善信号的信噪比，由于采用了腔频自动调谐,钟的长期稳定度可与通常的氢钟相比。     

原子钟在导航星和空间站的应用

２０世纪原子钟的最辉煌应用莫过于由它构成全球定位系统的核心。而６年前刚研制成功的冷原子钟 ,今天又迅速链接至空间应用 ,成为未来新一代的空间频率基准。这些原子钟 ,不仅结构紧凑、可靠性高、寿命长 ,而且具有高性能水平 ,代表着原子钟的顶尖级应用。一、便携式原子钟自２０世纪５０年代发明原子钟以来 ,有三种类别的原子钟以其便携式装置迅速进入工业应用 ,它们分别是铷原子钟、铯原子钟和氢原子钟。原子钟是一种以所用原子内部能级跃迁相应辐射频率为参考标准的频率自动控制装置 ,其实用频率源为压控晶体振荡器（５ＭＨｚ）。原子钟…     

NIM4#激光冷却-铯原子喷泉钟--新一代国家时间频率基准

中国计量科学研究院NIM4#冷原子喷泉钟自2003 年8月起已经稳定运行6个月,并于2003年9～12月期间完成了系统频率偏差评定.文中介绍NIM4#钟的喷泉实验、微波频率锁定和对其主要频率特性的实验研究.实验和分析表明,NIM4#钟频率稳定性达8×10-13τ-1/2,复现性达5 ×10-15,频偏评定不确定度达8.5 ×10-15.作为旁证,NIM4#与中国计量科学研究院原子时TA(NIM)进行了120天比对,频率偏差在误差范围之内.     

一种原子钟频率稳定度的估计方法

为了更合理地评估处于相同实验条件下原子钟的绝对频率稳定度,以理论视角分析了算法模型及求解过程,研究了噪声相关条件下绝对频率稳定度的估计方法。用3台原子钟仿真数据对该方法进行了评定,假设噪声独立条件下随着噪声相关性的增强测试结果不断偏离频率稳定度真值;考虑噪声相关条件下测试结果与频率稳定度真值相对误差不超过1.7%。该方法被进一步应用到中国计量科学研究院实验室4台铯原子钟,360天实际测量数据验证了其有效性。     

流动VLBI站氢原子钟的研制与性能测试

氢脉泽是至今为止除极短时间测量间隔之外最稳定的频率标准 ,它是射电天文所必需的频率标准。本文讨论了为流动VLBI站研制的新一代氢脉泽的物理结构特点 ,包括对腔泡结构、磁屏蔽、原子束光学系统等采用的新技术。性能测试表明 ,在 80s到 1d之间其频率稳定度优于 1× 10 - 1 4 ,有了较大的提高。     

基于锁相环的解调技术研究

介绍了调相信号的锁相解调技术基本原理以及利用集成锁相环NE564实现对信号的锁相解调。为了解调出不失真的波形,利用集成锁相环NE564和LM725CN芯片设计PM调制解调系统,可以直接实现信号的调制解调功能,利用相位能稳定跟踪的特点避免了频率失锁的缺陷,提高了测量精度。该系统具有操作简单、稳定性强的优点,并在激光外差干涉信号的解调中具有较强的实用性。     

小型化铷原子频标数字锁频环路设计与实现

设计并实现了一种用于铷原子频标的小型化锁频环路。采用数字锁相倍频技术,实现了10MHz信号的45.5645833次倍频。再经过一级15次倍频后获得频率为6834.6875MHz的铷原子频标微波探寻信号。通过数字电路技术实现了455.645833MHz信号的小调频。测量并分析了455.645833MHz信号的相位噪声,结果表明电路系统对铷频标频率稳定度的贡献为3.2×10^-12τ^-1/2。测量了利用该电路得到的铷频标的短期频率稳定度,结果为5×10^-12τ^-1/2（1s≤τ≤100s）,明显高于一般商品小型化铷原子频标。     

开环式测量氡析出率

对开环式测量氡析出率方法进行了验证,测得的介质表面氡析出率与参考值符合得较好。通过理论分析得到了集氡罩内的氡浓度趋于恒定值的时间表达式;提出了采用底面积较大的集氡罩,并加一调节阀来调低泵的流量的方法来提高集氡罩内的氡浓度,减小RAD7测量时的统计涨落。     

四端对标准电容器频率特性的校验理论及测定方法

对四端对阻抗测量仪在其使用频段内进行校准,须确定四端对标准电容器的频率特性。空气介质四端对标准电容器频率特性的校验理论,是从四端对标准器阻抗矩阵出发,按四端对导纳定义进行简化后,再用网络分析仪在较高频率对有关参数进行测定,分析计算后将确定的频率特性曲线回归到100kHz～13MHz范围内。给出标准电寄器1000pF、100pF、10pF、1pF的频率特性曲线及不确定度分析,它将作为阻抗高频段计量的溯源依据。     

基于数字锁相环的科氏质量流量计信号处理方法

针对科里奥利质量流量计信号处理中存在的问题 ,即信号频率在小范围内变化和信号易受谐波干扰 ,采用基于数字锁相环的方法处理科氏质量流量计的信息 ,跟踪信号频率的变化 ,计算相位差。对美国专利提出的方法进行了改进 ,做了仿真。仿真结果表明 ,在有谐波干扰的情况下 ,数字锁相环方法可以准确地跟踪信号频率的变化和计算相位差。本文还对计算误差进行了分析     

蚁群循环定位算法在WSNs节点定位中的应用

针对无线传感网络中测距和定位算法复杂、精度不高的问题,提出了一种基于蚁群算法的循环定位算法。首先,利用接收信号强度指示(RSSI)方法测量距离,并建立信号衰减模型来计算测距公式。然后,利用循环定位算法对8个锚节点进行循环定位,将定位结果的平均值作为盲节点的最佳位置。最后,将该算法与加权质心定位算法和三边测量法进行对比,实验结果表明,循环定位算法的定位精度和稳定性更佳。     

集成锁相环在激光脉冲调制系统中的应用

锁相环由鉴相器、环路滤波器及压控震荡晶体组成,是一个能跟踪输入信号频率和相位的闭环自动控制系统。研制的激光脉冲调制系统采用锁相技术,以单片、集成锁相环代替分立元件,实现了片内鉴频和鉴相的功能。研制的腔倒空驱动器能够输出 4MHz, 800kHz, 400kHz, 80kHz,40kHz, 8kHz, 4kHz, 800Hz, 400Hz 等不同重复频率的脉冲信号,输出功率达到瓦级,满足了声光布拉格池的要求。该激光脉冲调制系统已经应用在皮秒时间相关单光子计数光谱仪系统中,取得了比较理想的效果。     

中俄标准水听器在0.01～1Hz频段的双边比对校准

叙述中国杭州应用声学研究所和俄罗斯全俄物理技术与无线电测量科学研究院的标准水听器在0．01～1Hz频率范围内的双边比对校准方法和结果。在15个频率点上双方分别对5个不同水听器测得的开路电压灵敏度之差的平均值最小为0．02dB,最大也只有0．21dB,远小于双方合成的总扩展不确定度,这证明了两国在此频段内的水声声压标准装置都有很高的准确度。     

通信管道静摩擦系数标准器检定装置计量标准研究

介绍了通信管道静摩擦系数标准器检定装置计量标准的量传关系、组成、测量能力、主要技术参数、工作原理和检定方法,对可能影响检定装置测量结果准确性的因素进行了研究,确定了检定装置所用的标准试棒、采用的拉伸速度和对测量不确定度影响的因素。结果表明:检定装置所用的标准试棒与标准试件组成的摩擦副的静摩擦系数为0.120±0.005（拉伸速度为1.000mm/s）;温度和湿度对静摩擦系数的影响可以忽略;拉伸速度、重力加速度、标准试棒纵向中心线与推拉力计测头中心线重合度对测量结果均会造成影响,应作为B类不确定度分量加以评定。     

负荷传感器试验的柔性加荷方法

通过对负荷传感器负荷特性检测实验中叠置加荷方式工作过程的力学分析，提出了柔性加荷的概念，指出准确的载荷控制取决于传感器加载系统结构刚度和施力装置能够实现的位移准确程度，给出了减小系统刚度的技术方法及设计计算公式，并通过试验验证了柔性加荷理论和技术方法的可行性与有效性。在负荷传感器的负荷特性试验中，采用该方法具有试验工作效率高、保证试验测量精度、容易实施和生产成本低的效果。