基于相位群同步的原子鐘信號處理關鍵技術研究.pdf

1、隨著高科技領域的迅速發(fā)展,對原子鐘的研究和改善成為各國競相研究的熱點。傳統(tǒng)對原子鐘信號處理的研究主要依靠同頻鎖相實現(xiàn)高精度時頻傳遞,設計成本高,而且復雜的頻率變換過程會引入一系列噪聲。為簡化電路結構,降低成本,實現(xiàn)頻率信號之間直接相位鎖定并提高鎖定精度,提出基于相位群同步的原子鐘信號處理方法并對其關鍵技術進行研究。
　　首先,利用異頻信號之間相位差周期性變化規(guī)律,采用數(shù)字邏輯電路搭建異頻鑒相電路,實現(xiàn)任意信號之間的直接相位比對、測

2、量及控制,通過介入穩(wěn)定度比較高的公共頻率源建立測量閘門,消除傳統(tǒng)時間間隔測量中±1個計數(shù)誤差。
　　其次,利用異頻鑒相方法,以FPGA為實驗工具設計異頻鎖相系統(tǒng),運用Modelsim仿真工具對系統(tǒng)各個模塊仿真驗證,實現(xiàn)量子躍遷信號頻率準確度和穩(wěn)定度的精密傳遞。實驗結果證明了異頻鎖相系統(tǒng)的科學性和可行性,與傳統(tǒng)鎖相技術相比,異頻鎖相系統(tǒng)無需頻率歸一化處理,簡化了電路結構,從而降低成本。
　　最后,在研究異頻鎖相系統(tǒng)的基礎上,提

3、出一種基于相位群同步的GPS載波相位測量方法。整個系統(tǒng)是在Modelsim仿真工具驗證可行性后。實驗結果證明了相位重合檢測點的穩(wěn)定度達到ps量級,不足整數(shù)個相位差測量分辨率達到10-10,確保了相位觀測值的準確度。新方法與傳統(tǒng)的GPS載波相位測量方法相比,提高了整周模糊度的解算精度,保證了GPS載波相位測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定度與準確度,從而提高定位精度。本課題的研究為高精度時頻傳遞與導航定位等高科技領域提供理論指導和技術支持,具有廣闊的應用前景