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。     

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.     

BDS-3卫星与其他GNSS系统卫星原子钟性能分析

星载原子钟是决定星上时间基准的基础。利用一年的事后精密钟差数据,对北斗三号（BDS-3）和其他全球卫星导航系统的准确度、漂移率和稳定度进行了分析,以评估全球卫星导航系统（GNSS）在轨原子钟性能。结果表明：BDS-3的铷原子钟准确度在2.62×10^-13~2.54×10^-11之间,氢原子钟在1.64×10^-14~6.77×10^-11之间;BDS-3氢原子钟的漂移率显著优于铷原子钟;BDS-3多数氢原子钟的稳定度可达到10^-15量级。BDS-3的稳定度表现最好,其次是全球定位系统（GPS）、北斗二号（BDS-2）、伽利略（Galileo）和格洛纳斯系统（GLONASS）。     

热处理温度和时间对Fe-7Al-0.5Ti 合金微观组织及阻尼性能的影响

以自制的Fe-7Al-0.5Ti高阻尼合金为研究对象,利用葛氏倒扭摆仪研究了热处理温度和时间对合金自由振动的衰减能力的影响.数据显示,在900℃下保温2 h后经过水冷处理后合金的阻尼参数δ达0.163.另一方面合金900℃下晶粒尺寸在2 h以前长大明显,此时合金的阻尼性能很快增加,2 h后晶粒尺寸增加缓慢,该性能逐渐降低.     

原子钟数据消噪方法比较研究

主要研究了小波方法、Vondrak、Kalman滤波等7种方法在时间尺度计算中原子钟数据消噪的应用,和未消噪的序列相比较,其RMS分别从1.26 ns提高到0.66 ns,0.77 ns,0.80 ns;利用这几种不同的方法消噪后重新计算了时间尺度,其修正的Allan方差从7.29D-15提高到5.18D-15,5.63D-15,5.67D-15(τ=1d),证明小波消噪方法获得的时间尺度更加稳定,其他几种滤波方法也能达到比较好的消噪效果.     

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.     

芯片级原子钟的气密性能分析

基于相干布居囚禁(CPT)原理芯片级原子钟(CSAC)原子腔体积小、采用微电子机械系统硅-玻璃键合工艺制造,其气密性是决定CSAC寿命的关键因素。本文提出了多层缓冲原子腔方案大幅度提高原子腔的气密性能,从而提高CPT CSAC的稳定性和寿命。建立了一个毛细管等效气流模型模拟多层缓冲原子腔的泄漏以分析原子腔的气密性能,应用Matlab仿真对比了单层密封、多层密封、添加保护腔等不同方式下气密性能的改善幅度。仿真结果验证了多层缓冲原子腔在提高CPT CSAC物理系统气密性能方面的可行性和有效性,为原子腔的设计提供指导。     

Primary Atomic Frequency Standards at NIST

The development of atomic frequency standards at NIST is discussed and three of the key frequency-standard technologies of the current era are described. For each of these technologies, the most recent NIST implementation of the particular type of standard is described in greater detail. The best relative standard uncertainty achieved to date for a NIST frequency standard is 1.5×10⁻¹⁵. The uncertainties of the most recent NIST standards are displayed relative to the uncertainties of atomic frequency standards of several other countries.     

原子钟相位与频率估计的误差特性

本文讨论了原子钟内部的3种噪声即白色调相噪声，白色调频噪声和随机游走调频噪声对相位和频率估计的影响，分析表明，这3种噪声对相位估计和频率估计的影响完全不同，在相位估计中，选择适当的平滑长度和取样间隔可以控制估计误差，而在频率估计中，估计精度不能通过[估计器或测量设备的改进而任意提高，存在一个极限，这个极限由原子钟的内部噪声来决定。     

实现74 cm铯冷原子喷泉的实验和讨论

中国计量科学研究院NIM4 #激光冷却 铯原子喷泉钟实现了原子云 74cm喷泉 ,得到S N约 2 0 0的荧光飞行时间信号。文中介绍了对NIM4 #钟与上抛 回落 信号探测相关的改进 ,列举了喷泉参数 ,报导了喷泉实验和初步讨论     

NIM4#铯冷原子喷泉钟电子测控系统的研制

本文简要叙述了用于NIM 4 #钟电子测控系统的PC软件的功能及时序控制系统、声光调制器驱动源、微波综合器和微波接口箱的功能和硬件设计。最后较详细叙述了NIM4 #钟数据采集与频率闭环控制比对的过程。     

一种原子钟组加权的优化策略

原子钟组集成技术广泛应用于计时系统中,以保持原子时标的准确性、稳定性和连续性。相同环境下的原子钟之间可能存在一定的相关性,这在一定程度上限制了原子时标性能。从原子钟组与其协方差矩阵的相关性出发,考察了相同环境因素对原子钟频率特性的影响,基于正则化理论设计了一种原子钟组加权方法。将该方法应用于中国计量科学研究院铯钟组,实验表明有效降低了原子钟组的输出频率不稳定性。     

游标时钟数字符合技术研究

微小时间间隔测量是雷达、测距、导航等技术的基础,时间内插是测量微小时间间隔的关键技术.通过游标时钟与主时钟符合可实现游标时间内插,游标时钟符合技术决定了游标时间内插的测时精度.传统的游标时间内插采用微分电路进行时钟符合,测量精度低.为了提高测量精度,本文分析了影响符合精度的多方面因素;在此基础上,建立了离散时间系统中游标内插的数学模型,提出了基于数字电路的游标时钟数字符合方法,仿真结果表明该方法测试精度高于传统方法.     

CPT原子钟系统的数字正交解调算法及实现

介绍了将数字正交解调算法应用于CPT原子钟系统的锁相环路,通过FPGA硬件结构实现解调功能所开展的研究.经MATLAB和QUARTUS2的联合仿真表明,该算法抗噪声能力强,解调结果可靠性高,是应用于高性能CPT原子钟的理想算法.实际应用于CPT原子钟的实验结果与理论预期和实验仿真结果相一致.该方案有利于原子频标的工作状态调整和保持产品性能一致性.