原子鐘的簡單介紹

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發表時間:2019-05-18 09:48作者:小劉來源:西安同步原創

原子鐘是一種精密頻率源,被廣泛應用于世界各地國家級實驗室。在現代通信、導航定位及自動控制等領域地位凸顯。

原子鐘獲取精準時間頻率信號是利用原子躍遷頻率穩定的特性來實現的。

星載原子鐘分為銣原子鐘、氫原子鐘和銫原子鐘三種,主要應用于導航系統。美國的GPS導航系統、歐洲的伽利略導航系統及俄羅斯的GLONASS導航系統均采用了銣原子鐘搭配銫原子鐘或者銣原子鐘搭配氫原子鐘的方案,充分發揮了銣原子鐘體積小、重量輕,及銫原子鐘、氫原子鐘長期性能優異的特點。

原子鐘最重要的性能指標之一就是頻率穩定度,其描述了原子鐘輸出頻率受噪聲影響而產生的隨機波動程度。在原子時標算法中通常采用頻率穩定度定義原子鐘組權重策略,以得到具有更高頻率穩定度的時標信號。因此原子鐘頻率穩定度的估計方法也直接影響最終原子時標性能。

原子鐘系統圖.png

原子鐘的工作機理決定了原子鐘的性能,即原子能態的選擇競速、時間測量精度與光普分辨率越高,原子鐘的性能越好。原子躍遷光譜的分辨率因原子能態的選擇方法不同而不同,這也是原子鐘最重要的區別方法。按照原子鐘物理部分的工作機理,原子鐘可分為脈沖光抽運原子鐘、磁選態原子鐘、離子阱原子鐘、相干布居囚禁原子鐘、冷原子鐘等。

如何檢定銣原子頻率標準的各項性能指標是否符合實際需求,一般可送檢計量單位,依據JJG 292-2009銣原子頻率標準檢定規程進行各項檢定。具體的檢定項目有:外觀及工作正常性、輸出信號、諧波與非諧波、開機特性、頻率穩定度、相位噪聲、日頻率漂移率、頻率復現性、頻率調整范圍和頻率準確度。

檢定銣原子頻率標準的過程當中需要準備的計量器具有:頻率穩定度參考頻標、頻率漂移率和頻率準確度參考頻標、相位噪聲參考頻標、示波器、頻譜分析儀、頻標比對器、頻差倍增器、比相儀、分頻器、通用計數器和相位噪聲測量系統。

SYN3204型衛星馴服銣原子鐘是自動控制、通信等行業高性價比的頻率標準源,通常用來代替銫鐘,這款銣原子鐘接收北斗和gps衛星信號,經過某種算法技術的處理將其馴服使得SYN3204型輸出的10MHz頻率同步于衛星上的銫鐘信號,提高了信號的準確度和長期穩定度。

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