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第1章 绪论 1

1.1 时频概述 1

1.1.1 时频及标准 1

1.1.2 时频处理及应用 2

1.2 异频群相位量子化处理的重要性 2

1.3 异频群相位量子化处理应用 3

1.3.1 相位噪声测量 3

1.3.2 原子频标信号处理 4

1.3.3 频标比对、频率测量及控制 5

1.3.4 时间间隔测量与时间同步 7

1.3.5 二级频标的锁定、驯服与保持 9

1.4 本书的主要研究内容 12

1.4.1 基于异频信号的群相位量子化理论研究 12

1.4.2 基于异频相位处理的相位噪声测量方法研究 13

1.4.3 基于群相位量子化处理的频标比对方法研究 13

1.4.4 基于异频相位处理的频率测量方法研究 13

1.4.5 基于异频相位处理的时间间隔测量与时间同步技术研究 14

1.4.6 基于异频相位处理的原子频标技术研究 14

1.4.7 基于异频相位处理的二级频标锁定方法研究 14

1.4.8 基于原子频标的超高分辨率数字化和智能化研究 15

1.4.9 基于群相位量子化处理的周期性运动现象研究 15

1.4.10 基于异频相位量子化处理的相控阵雷达技术研究 15

1.5 本章小结 16

第2章 基于异频信号的群相位量子化理论研究 17

2.1 概述 17

2.2 最大公因子频率和最小公倍数周期 17

2.3 等效鉴相频率和等效鉴相周期 21

2.4 相位重合点及其检测电路 23

2.5 基于相位重合检测的宽带频率测量技术 28

2.6 群相位量子和群周期 31

2.7 群相位量子化处理的自适应性和智能化 38

2.7.1 群相位量子化处理存在的问题 38

2.7.2 群相位量子化处理的自适应性 40

2.8 本章小结 41

第3章 基于异频相位处理的相位噪声测量方法研究 42

3.1 概述 42

3.1.1 频率准确度、频率稳定度及相位噪声 42

3.1.2 相位噪声的表征 43

3.1.3 时域、频域相互转换 45

3.1.4 传统相位噪声测量方法及其特点 46

3.1.5 传统相位噪声测量方法存在的问题及新相位噪声测量方法的提出 46

3.2 异频相位噪声测量方法的基本原理 47

3.3 异频相位噪声测量方法的设计 48

3.3.1 传统锁相环 48

3.3.2 基于等效鉴相频率的异频鉴相处理电路 50

3.3.3 基于等效鉴相频率的锁相处理电路 52

3.3.4 基于群相位量子化处理的新型相位噪声测量系统设计 54

3.4 实验结果及分析 55

3.4.1 实验原理 55

3.4.2 实验结果 56

3.4.3 误差分析 59

3.4.4 系统完善 60

3.5 异频相位噪声测量方法的关键技术问题 61

3.5.1 分频控制问题 61

3.5.2 噪声底面问题 61

3.5.3 等效鉴相频率和远端噪声的保持问题 61

3.5.4 关键技术实验验证问题 61

3.6 异频相位噪声测量方法的进一步研究 62

3.7 本章小结 64

第4章 基于群相位量子化处理的频率测量方法研究 67

4.1 概述 67

4.1.1 常见的频率测量方法 67

4.1.2 新型频率测量方法的提出 73

4.2 基于异频相位处理的频率测量原理 74

4.3 基于群相位量子化处理的频率测量方案 76

4.3.1 脉宽调整电路 77

4.3.2 最佳相位重合点捕捉电路 79

4.3.3 基于CPLD的系统实现 80

4.4 实验结果及分析 80

4.4.1 实验结果 81

4.4.2 误差分析 82

4.5 系统的进一步研究和完善 84

4.6 本章小结 86

第5章 基于异频相位处理的时间间隔测量与同步技术研究 87

5.1 概述 87

5.2 基于时-空关系的短时间间隔测量 88

5.2.1 信号的时-空关系转换原理 89

5.2.2 基于时-空关系的短时间间隔测量方案 91

5.2.3 基于时-空关系的短时间间隔测量实验及分析 93

5.3 基于延时复用技术的短时间间隔测量 97

5.3.1 整形和控制电路 98

5.3.2 附加延时电路和DLL 98

5.3.3 单稳态触发及计数电路 100

5.3.4 新方案的FPGA实现 101

5.3.5 实验结果及分析 101

5.4 基于异频相位处理与长度游标相结合的时频测量 102

5.4.1 异频相位重合检测原理 102

5.4.2 基于长度游标法的异频相位重合检测原理 107

5.4.3 基于长度游标法的频率测量实验 110

5.5 基于短时间隔测量的时间同步技术 111

5.5.1 时间同步及应用 112

5.5.2 导航卫星星地时间同步的原理及方法 114

5.5.3 基于时间间隔测量的时间同步方案 118

5.5.4 实验结果及误差分析 121

5.6 导航卫星时频信号同步检测技术研究 122

5.7 本章小结 126

第6章 基于群相位量子化处理的原子频标技术研究 128

6.1 概述 128

6.1.1 原子频标的研究意义 128

6.1.2 原子频标的国内外发展现状 129

6.1.3 主动型氢原子频标锁相系统的改造 130

6.2 基于异频相位处理的主动型氢原子频标锁相系统 131

6.2.1 传统主动型氢原子频标的锁相系统 131

6.2.2 锁相系统数学模型 133

6.2.3 传统锁相系统的工作状态 134

6.2.4 新型主动型氢原子频标锁相系统 135

6.2.5 实验结果及分析 143

6.3 被动型铷原子频标的数字化和智能化处理方法 149

6.3.1 被动型铷原子频标的倍增效果和温度补偿 149

6.3.2 被动型铷原子频标的频率-温度补偿实验 151

6.4 铷原子频标的非实时控制研究 155

6.5 基于GPS的新型二级频标锁定系统 160

6.5.1 系统基本原理 161

6.5.2 新型二级频标锁定系统的设计方案 166

6.5.3 实验结果及分析 168

6.6 本章小结 169

第7章 总结与展望 172

7.1 总结 172

7.2 展望 173

7.2.1 基于群相位量子的周期性运动现象研究 173

7.2.2 深空探测中的群相位控制技术研究 177

7.2.3 基于异频相位量子化处理的相控阵雷达技术改造 181

参考文献 183