基于相位群同步的原子鐘信號處理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著高科技領(lǐng)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(diǎn)。傳統(tǒng)對原子鐘信號處理的研究主要依靠同頻鎖相實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)頻傳遞,設(shè)計(jì)成本高,而且復(fù)雜的頻率變換過程會引入一系列噪聲。為簡化電路結(jié)構(gòu),降低成本,實(shí)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(guān)鍵技術(shù)進(jìn)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(shí)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(shí)間間隔測量中±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差。
　　其次,利用異頻鑒相方法,以FPGA為實(shí)驗(yàn)工具設(shè)計(jì)異頻鎖相系統(tǒng),運(yùn)用Modelsim仿真工具對系統(tǒng)各個(gè)模塊仿真驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)量子躍遷信號頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度的精密傳遞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了異頻鎖相系統(tǒng)的科學(xué)性和可行性,與傳統(tǒng)鎖相技術(shù)相比,異頻鎖相系統(tǒng)無需頻率歸一化處理,簡化了電路結(jié)構(gòu),從而降低成本。
　　最后,在研究異頻鎖相系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(gè)系統(tǒng)是在Modelsim仿真工具驗(yàn)證可行性后。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了相位重合檢測點(diǎn)的穩(wěn)定度達(dá)到ps量級,不足整數(shù)個(gè)相位差測量分辨率達(dá)到10-10,確保了相位觀測值的準(zhǔn)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(zhǔn)確度,從而提高定位精度。本課題的研究為高精度時(shí)頻傳遞與導(dǎo)航定位等高科技領(lǐng)域提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持,具有廣闊的應(yīng)用前景