應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法和裝置，屬于時(shí)間校準(zhǔn)【技術(shù)領(lǐng)域】。所述時(shí)間校準(zhǔn)方法包括：壓控晶振輸出原始頻率信號(hào)；綜合模塊產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)；微波倍混頻模塊對(duì)原始頻率信號(hào)和綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號(hào)；在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，第一物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；在從第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，第二物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)分別對(duì)第一光檢信號(hào)和第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓和第二糾偏電壓作用于壓控晶振。本發(fā)明保證了時(shí)間校準(zhǔn)的連續(xù)性，而且避免了更換原子頻標(biāo)的麻煩。
【專利說(shuō)明】應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及時(shí)間校準(zhǔn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于衛(wèi)星、空間站等航天器來(lái)說(shuō)，時(shí)間校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性都非常重要。原子頻標(biāo)是一種具有優(yōu)良穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度的頻率源，已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星等設(shè)備，當(dāng)原子頻標(biāo)中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，只能從地面上重新更換一個(gè)原子頻標(biāo)上天以繼續(xù)航天器的時(shí)間校準(zhǔn)，不但對(duì)時(shí)間校準(zhǔn)的連續(xù)性有影響，而且更換原子頻標(biāo)十分麻煩。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)影響時(shí)間校準(zhǔn)的連續(xù)性、更換原子頻標(biāo)十分麻煩的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法和裝置。所述技術(shù)方案如下:
[0004]一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法，所述時(shí)間校準(zhǔn)方法包括:
[0005]壓控晶振輸出原始頻率信號(hào)；
[0006]綜合模塊產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)；
[0007]微波倍混頻模塊對(duì)所述原始頻率信號(hào)和所述綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號(hào)；
[0008]在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第一物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于所述壓控晶振；
[0009]在從所述第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第二物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0010]在本發(fā)明一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第四時(shí)刻到所述第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，所述時(shí)間校準(zhǔn)方法還包括:
[0011]所述第一物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；
[0012]所述第二物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0013]所述伺服系統(tǒng)根據(jù)所述第一光檢信號(hào)和所述第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0014]可選地，所述伺服系統(tǒng)根據(jù)所述第一光檢信號(hào)和所述第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振，包括:
[0015]伺服系統(tǒng)中的第一同步鑒相單元對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓；
[0016]伺服系統(tǒng)中的第二同步鑒相單元對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓；
[0017]當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)相同，或者所述第二糾偏電壓為O時(shí)，伺服系統(tǒng)中的中央處理器將所述第一糾偏電壓作為第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振；
[0018]當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)不同，或者所述第一糾偏電壓為O時(shí)，所述中央處理器將值為O的第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0019]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，所述時(shí)間校準(zhǔn)裝置包括:
[0020]壓控晶振，用于輸出原始頻率信號(hào)；
[0021]綜合模塊，用于產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)；
[0022]微波倍混頻模塊，用于對(duì)所述原始頻率信號(hào)和所述綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號(hào)；
[0023]物理單元，包括第一物理子單元和第二物理子單元；其中，所述第一物理子單元，用于在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；所述第二物理子單元，用于在從所述第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0024]伺服系統(tǒng)，用于對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于所述壓控晶振；對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0025]在本發(fā)明一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一物理子單元還用于，在第四時(shí)刻到所述第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；
[0026]所述第二物理子單元還用于，在所述第四時(shí)刻到所述第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0027]所述伺服系統(tǒng)還用于，根據(jù)所述第一光檢信號(hào)和所述第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0028]可選地，所述伺服系統(tǒng)包括:
[0029]第一同步鑒相單元，用于對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓；
[0030]第二同步鑒相單元，用于對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓；
[0031]中央處理器，用于當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)相同，或者所述第二糾偏電壓為O時(shí)，將所述第一糾偏電壓作為第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振；當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)不同，或者所述第一糾偏電壓為O時(shí)，將值為O的第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0032]在本發(fā)明另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述物理單元還包括:
[0033]光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光；
[0034]微波腔，設(shè)置在所述第一物理子單元和所述第二物理子單元外，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)；
[0035]均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞所述微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)；
[0036]磁屏，設(shè)置在所述微波腔外，用于屏蔽電磁波；
[0037]恒溫子單元，設(shè)置在所述微波腔與所述磁屏之間，用于穩(wěn)定所述微波腔內(nèi)的溫度；
[0038]屏蔽層，位于所述第一物理子單元與所述第二物理子單元之間，用于隔離所述第一物理子單元和所述第二物理子單元之間的微波干擾。
[0039]可選地，所述第一物理子單元包括:
[0040]第一耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0041]第一集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體,用于濾光和原子共振；
[0042]第一光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；
[0043]其中，所述第一集成濾光共振泡位于所述光譜燈和所述第一光電池的中間；
[0044]所述第二物理子單元包括:
[0045]第二耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0046]第二集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振；
[0047]第二光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0048]其中，所述第二集成濾光共振泡位于所述光譜燈和所述第二光電池的中間。
[0049]優(yōu)選地，所述第一集成濾光共振吸收泡和所述第二集成濾光共振泡的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸全部相同。
[0050]在本發(fā)明又一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一子物理單元包括:
[0051]第一光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光；
[0052]第一微波腔，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)；
[0053]第一均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞所述第一微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)；
[0054]第一磁屏，設(shè)置在所述第一微波腔外，用于屏蔽電磁波；
[0055]第一恒溫子單元，設(shè)置在所述第一微波腔與所述第一磁屏之間，用于穩(wěn)定所述第一微波腔內(nèi)的溫度；
[0056]第一稱合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0057]第一集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振；
[0058]第一光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；
[0059]其中，所述第一集成濾光共振泡位于所述第一光譜燈和所述第一光電池的中間；
[0060]所述第二子物理單元包括:
[0061]第二光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光；
[0062]第二微波腔，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)；
[0063]第二均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞所述第二微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)；
[0064]第二磁屏，設(shè)置在所述第一微波腔外，用于屏蔽電磁波；
[0065]第二恒溫子單元，設(shè)置在所述第二微波腔與所述第二磁屏之間，用于穩(wěn)定所述第二微波腔內(nèi)的溫度；
[0066]第二耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0067]第二集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振；
[0068]第二光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0069]其中，所述第二集成濾光共振泡位于所述第二光譜燈和所述第二光電池的中間。
[0070]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0071]通過(guò)在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第一物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于壓控晶振；在從第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第二物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振，在第一物理子單元中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，由第二物理子單元接替第一物理子單元的工作，保證了時(shí)間校準(zhǔn)的連續(xù)性，而且避免了更換原子頻標(biāo)的麻煩，特別適用于衛(wèi)星、空間站等航天器上的時(shí)間校準(zhǔn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0072]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0073]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種原子頻標(biāo)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法的流程圖；
[0075]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0076]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的物理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0077]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0078]下面先結(jié)合圖1對(duì)原子頻標(biāo)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。該結(jié)構(gòu)僅為舉例，并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0079]如圖1所示，原子頻標(biāo)包括壓控晶振1、隔離放大器2、微波倍混頻模塊3、物理單元4、綜合模塊5以及伺服系統(tǒng)6。其中，壓控晶振1用于輸出原始頻率信號(hào)；隔離放大器2用于將壓控晶振1的輸出頻率信號(hào)進(jìn)行隔離和放大；綜合模塊5用于產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)；微波倍混頻模塊3用于對(duì)隔離放大器2的輸出信號(hào)和綜合模塊5產(chǎn)生的綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，以產(chǎn)生微波探詢信號(hào)；物理單元4用于對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)6用于對(duì)光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大和方波整形并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生糾偏電壓作用于壓控晶振1，以調(diào)整壓控晶振1的輸出頻率；通過(guò)上述結(jié)構(gòu)單元，最終將壓控晶振1的輸出頻率鎖定在原子基態(tài)超精細(xì)0-0中心頻率上。
[0080]實(shí)施例一
[0081]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法，參見圖2，該時(shí)間校準(zhǔn)方法包括:
[0082]步驟101:壓控晶振輸出原始頻率信號(hào)。
[0083]步驟102:綜合模塊產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)。
[0084]步驟103:微波倍混頻模塊對(duì)所原始頻率信號(hào)和綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號(hào)。
[0085]在本實(shí)施例中，步驟101-103可以與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再詳述。
[0086]在執(zhí)行步驟10-103之后，若在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，則執(zhí)行步驟104-105 ;若在從第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，則執(zhí)行步驟106-107。其中，第一時(shí)刻可以是原子頻標(biāo)進(jìn)入工作狀態(tài)的初始時(shí)刻，也可以是原子頻標(biāo)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的初始時(shí)刻，如在原子頻標(biāo)進(jìn)入工作狀態(tài)的初始時(shí)刻之后的一年后。第二時(shí)刻為第一物理子單元中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，如在第一時(shí)刻之后的四年后。第三時(shí)刻為第二物理子單元中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，如在第二時(shí)刻之后的四至五年后。
[0087]步驟104:物理單元中的第一物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)。
[0088]步驟105:伺服系統(tǒng)對(duì)第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0089]具體地，當(dāng)?shù)谝患m偏電壓小于O時(shí)，第一糾偏電壓作用于壓控晶振，壓控晶振輸出的原始頻率信號(hào)的頻率增大；當(dāng)?shù)谝患m偏電壓大于O時(shí)，第一糾偏電壓作用于壓控晶振，壓控晶振輸出的原始頻率信號(hào)的頻率減小。最終，壓控晶振輸出的原始頻率信號(hào)鎖定在銣原子的基態(tài)超精細(xì)O — O躍遷頻率上。
[0090]步驟106:物理單元中的第二物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)。
[0091]步驟107:伺服系統(tǒng)對(duì)第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0092]在本實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，該時(shí)間校準(zhǔn)方法還可以包括:
[0093]在第四時(shí)刻到第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，第一物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；
[0094]在第四時(shí)刻到第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，第二物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0095]伺服系統(tǒng)根據(jù)第一光檢信號(hào)和第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0096]在該種實(shí)現(xiàn)方式中，第四時(shí)刻為原子頻標(biāo)進(jìn)入工作狀態(tài)的初始時(shí)刻，第一時(shí)刻為原子頻標(biāo)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的初始時(shí)刻，如在第四時(shí)刻之后的一年后。
[0097]可選地,伺服系統(tǒng)根據(jù)第一光檢信號(hào)和第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于壓控晶振，可以包括:
[0098]伺服系統(tǒng)中的第一同步鑒相單元對(duì)第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓；
[0099]伺服系統(tǒng)中的第二同步鑒相單元對(duì)第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓；
[0100]當(dāng)?shù)谝患m偏電壓與第二糾偏電壓正負(fù)相同，或者第二糾偏電壓為O時(shí)，伺服系統(tǒng)中的中央處理器將第一糾偏電壓作為第三糾偏電壓作用于壓控晶振；
[0101]當(dāng)?shù)谝患m偏電壓與第二糾偏電壓正負(fù)不同，或者第一糾偏電壓為0時(shí)，中央處理器將值為0的第三糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0102]可以理解地,根據(jù)第一光檢信號(hào)和第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于壓控晶振，可以在原子頻標(biāo)工作的初期，避免外圍或內(nèi)部的干擾，提高原子頻標(biāo)的短期穩(wěn)定度。在原子頻標(biāo)工作的中期，原子頻標(biāo)已經(jīng)進(jìn)入非常穩(wěn)定的工作狀態(tài)，只需要根據(jù)第一光檢信號(hào)，產(chǎn)生第一糾偏電壓即可。在原子頻標(biāo)工作的后期，由于第一物理子單元中的堿金屬消耗殆盡，無(wú)法繼續(xù)工作，而第二物理子單元中的堿金屬還有，此時(shí)根據(jù)第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第二糾偏電壓，原子頻標(biāo)即可繼續(xù)工作。
[0103]在具體實(shí)現(xiàn)中，由于第一物理子單元和第二物理子單元工作時(shí)需要外圍電路提供溫度場(chǎng)、磁場(chǎng)和射頻場(chǎng)，也就是說(shuō)，只有當(dāng)溫度場(chǎng)、磁場(chǎng)和射頻場(chǎng)同時(shí)施加到第一物理子單元和第二物理子單元上時(shí)，第一物理子單元和第二物理子單元才能工作。而外圍電路受到中央處理器的控制，因此中央處理器可以通過(guò)切斷溫度場(chǎng)、磁場(chǎng)和射頻場(chǎng)中的一個(gè)或多個(gè)(即控制外圍電路)，對(duì)第一物理子單元和第二物理子單元是否工作進(jìn)行控制。例如，中央處理器切斷磁場(chǎng)，第一物理子單元和第二物理子單元中的原子不能發(fā)生分裂，第一物理子單元和第二物理子單元不能工作。又如，中央處理器切斷射頻場(chǎng)，原子雖然通過(guò)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生了分裂，但是沒(méi)有射頻場(chǎng)激發(fā)，第一物理子單元和第二物理子單元同樣不能工作。再如，中央處理器切斷溫度場(chǎng)，原子不能起輝發(fā)光，第一物理子單元和第二物理子單元還是不能工作。
[0104]具體地，由于物理子單元上的射頻場(chǎng)是通過(guò)微波探詢信號(hào)產(chǎn)生的，微波探詢信號(hào)是通過(guò)耦合環(huán)傳遞的，當(dāng)?shù)谝晃锢碜訂卧偷诙锢碜訂卧褂猛粋€(gè)均勻磁場(chǎng)線圈、恒溫子單元時(shí)，中央處理器通過(guò)對(duì)一個(gè)物理子單元傳遞微波探詢信號(hào)，另一個(gè)不傳遞微波探詢信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)物理子單元不同時(shí)工作或不工作。
[0105]當(dāng)?shù)谝晃锢碜訂卧偷诙锢碜訂卧褂貌煌木鶆虼艌?chǎng)線圈、恒溫子單元時(shí)，中央處理器可以通過(guò)均勻磁場(chǎng)線圈、恒溫子單元、耦合環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)控制，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)物理子單元不同時(shí)工作或不工作。
[0106]所以，原子頻標(biāo)中設(shè)置的中央處理器會(huì)對(duì)整個(gè)處理過(guò)程進(jìn)行控制，在原子頻標(biāo)工作的初期，如原子頻標(biāo)工作的第一年，控制第一物理子單元和第二物理子單元同時(shí)工作；在原子頻標(biāo)工作的中期，如原子頻標(biāo)工作的第二年至第五年，控制第一物理子單元單獨(dú)工作；在原子頻標(biāo)工作的后期，如原子頻標(biāo)工作的五年之后，控制第二物理子單元單獨(dú)工作。
[0107]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第一物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于壓控晶振；在從第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第二物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振，在第一物理子單元中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，由第二物理子單元接替第一物理子單元的工作，保證了時(shí)間校準(zhǔn)的連續(xù)性，而且避免了更換原子頻標(biāo)的麻煩，特別適用于衛(wèi)星、空間站等航天器上的時(shí)間校準(zhǔn)。
[0108]實(shí)施例二
[0109]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，參見圖3，該時(shí)間校準(zhǔn)裝置包括:
[0110]壓控晶振201，用于輸出原始頻率信號(hào)；
[0111]綜合模塊202，用于產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)；
[0112]微波倍混頻模塊203，用于對(duì)原始頻率信號(hào)和綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號(hào)；
[0113]物理單元204，包括第一物理子單元2041和第二物理子單元2041 ;其中，第一物理子單元，用于在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；第二物理子單兀2042,用于在從第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0114]伺服系統(tǒng)205，用于對(duì)第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于壓控晶振201 ;對(duì)第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振201。
[0115]在本實(shí)施例中，第一時(shí)刻可以是原子頻標(biāo)進(jìn)入工作狀態(tài)的初始時(shí)刻，也可以是原子頻標(biāo)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的初始時(shí)刻，如在原子頻標(biāo)進(jìn)入工作狀態(tài)的初始時(shí)刻之后的3-5年后。第二時(shí)刻為第一物理子單兀中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，如在第一時(shí)刻之后的5年后。第三時(shí)刻為第二物理子單元中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，如在第二時(shí)刻之后的5年后。
[0116]時(shí)間校準(zhǔn)中87Rb原子躍遷頻率為6834.687MHz，為了實(shí)現(xiàn)共振探詢和同步檢測(cè)，必須通過(guò)將微波探詢信號(hào)調(diào)到原子共振躍遷頻率中心頻率上，即產(chǎn)生源于石英晶體振蕩器(即壓控晶振201)的微波探詢信號(hào)，并將壓控晶振201的輸出頻率鎖定在銣原子的基態(tài)超精細(xì)O — O躍遷頻率上。
[0117]壓控晶振201是激勵(lì)微波場(chǎng)的初始信號(hào)源，并提供標(biāo)準(zhǔn)頻率輸出，其振蕩頻率受伺服系統(tǒng)205輸出的糾偏電壓控制，對(duì)時(shí)間校準(zhǔn)而言，它的相位噪聲決定了伺服環(huán)路帶寬以外的輸出信號(hào)的相噪特性。
[0118]伺服電路將物理單元204輸出的量子鑒頻信號(hào)(即光檢信號(hào))轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷骷m偏電壓，來(lái)控制壓控晶振201的輸出頻率，從而完成環(huán)路的鎖定。
[0119]在本實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，第一物理子單元2041還可以用于，在第四時(shí)刻到第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)。
[0120]第二物理子單元2042還可以用于，在第四時(shí)刻到第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)。
[0121]伺服系統(tǒng)205還可以用于,根據(jù)第一光檢信號(hào)和第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于壓控晶振201。
[0122]在該種實(shí)現(xiàn)方式中，第四時(shí)刻為原子頻標(biāo)進(jìn)入工作狀態(tài)的初始時(shí)刻，第一時(shí)刻為原子頻標(biāo)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的初始時(shí)刻，如在第四時(shí)刻之后的3-5年后。
[0123]可選地，伺服系統(tǒng)205可以包括:
[0124]第一同步鑒相單元2051，用于對(duì)第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓；
[0125]第二同步鑒相單元2052，用于對(duì)第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓；
[0126]中央處理器2053，用于當(dāng)?shù)谝患m偏電壓與第二糾偏電壓正負(fù)相同，或者第二糾偏電壓為0時(shí)，將第一糾偏電壓作為第三糾偏電壓作用于壓控晶振201 ;當(dāng)?shù)谝患m偏電壓與第二糾偏電壓正負(fù)不同，或者第一糾偏電壓為0時(shí)，將值為0的第三糾偏電壓作用于壓控晶振201。
[0127]在本實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，參見圖4，物理單元204還可以包括:
[0128]光譜燈2043，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光；
[0129]微波腔2044，設(shè)置在第一物理子單元2041和第二物理子單元2042外，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)；
[0130]均勻磁場(chǎng)線圈2045，圈繞微波腔2044設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)；
[0131]磁屏2046，設(shè)置在微波腔2044外，用于屏蔽電磁波；
[0132]恒溫子單元2047，設(shè)置在微波腔2044與磁屏2046之間，用于穩(wěn)定微波腔2044內(nèi)的溫度；
[0133]屏蔽層2048，位于第一物理子單元2041與第二物理子單元2042之間，用于隔離第一物理子單元2041和第二物理子單元2042之間的微波干擾。
[0134]在本實(shí)施例中，光譜燈2043是一個(gè)無(wú)極放電的銣燈，燈泡內(nèi)除了充有銣外，還充有激發(fā)電位低的惰性啟輝氣體。常用的啟輝氣體為Kr或Ar。整個(gè)光譜燈2043由射頻源激勵(lì)發(fā)光。
[0135]微波腔2044、均勻磁場(chǎng)線圈2045、以及第一物理子單元2041或者第二物理子單元2042組成共振探測(cè)部分。微波腔2044的主要作用是為原子的微波共振提供合適的微波場(chǎng)。均勻磁場(chǎng)線圈2045的作用是產(chǎn)生一個(gè)和微波磁場(chǎng)方向相平行的弱靜磁場(chǎng)，使原子基態(tài)超精細(xì)結(jié)構(gòu)發(fā)生塞曼分裂，并為原子躍遷提供量子化軸，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)均勻磁場(chǎng)線圈2045中電流的大小，改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度，微調(diào)系統(tǒng)的輸出頻率。
[0136]恒溫子單元2047提供溫度恒定的工作環(huán)境。
[0137]可選地，第一物理子單元2041包括:
[0138]第一稱合環(huán)2041a,用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0139]第一集成濾光共振泡2041b，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振；
[0140]第一光電池2041c，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；
[0141]其中，第一集成濾光共振泡2041b位于光譜燈2043和第一光電池2041c的中間。
[0142]在本實(shí)施例中，第一耦合環(huán)2041a將外部電子線路的微波引入微波腔2044中。第一光電池2041c選擇在800nm處有較好靈敏度的硅光電池，作為第一集成濾光共振泡2041b透射光的探測(cè)器。
[0143]在第一集成濾光共振泡2041b中為進(jìn)行濾光和原子共振，除需要充入適量的87Rb及85Rb外，還需充入適當(dāng)壓力的混合緩沖氣體，以進(jìn)行熒光淬滅、能級(jí)混雜和減小多譜勒頻移。第一集成濾光共振泡2041b中的87Rb原子的基態(tài)超精細(xì)躍遷頻率即是銣時(shí)間校準(zhǔn)的量子鑒頻參考頻率。
[0144]可選地，第二物理子單元2042包括:
[0145]第二耦合環(huán)2042a，用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0146]第二集成濾光共振泡2042b，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振；
[0147]第二光電池2042c，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0148]其中，第二集成濾光共振泡2042b位于光譜燈2043和第二光電池2042c的中間。
[0149]可以理解地，在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，第一集成濾光共振泡2041b按照現(xiàn)有時(shí)間校準(zhǔn)原理參與正常的光抽運(yùn)、光檢測(cè)，即有微波探詢信號(hào)通過(guò)第一耦合環(huán)2041a作用到第一集成濾光共振泡2041b中，而此時(shí)第二集成濾光共振泡2042b并沒(méi)有微波場(chǎng)能量的饋入。隨著時(shí)間的流逝，從第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，第一集成濾光共振泡2041b中的堿金屬元素將逐漸消耗，而第二集成濾光共振泡2042b由于沒(méi)有消耗，比如在5年后，第一集成濾光共振泡2041b將成為廢泡，這時(shí)原子頻標(biāo)將啟用第二集成濾光共振泡2042b進(jìn)行工作延續(xù)，此時(shí)微波探詢信號(hào)通過(guò)第二耦合環(huán)2042a饋入到第二集成濾光共振泡2042b中。
[0150]優(yōu)選地，第一集成濾光共振吸收泡2041b和第二集成濾光共振泡2042b的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸全部相同。
[0151]同樣地，第一光電池2041c與第二光電池2042c的型號(hào)相同。
[0152]在本實(shí)施例的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，第一子物理單元可以包括:
[0153]第一光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光；
[0154]第一微波腔，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)；
[0155]第一均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞第一微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)；
[0156]第一磁屏，設(shè)置在第一微波腔外，用于屏蔽電磁波；
[0157]第一恒溫子單元，設(shè)置在第一微波腔與第一磁屏之間，用于穩(wěn)定第一微波腔內(nèi)的溫度;
[0158]第一稱合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0159]第一集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體,用于濾光和原子共振；
[0160]第一光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；
[0161]其中，第一集成濾光共振泡位于第一光譜燈和第一光電池的中間。
[0162]第二子物理單元可以包括:
[0163]第二光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光；
[0164]第二微波腔，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)；
[0165]第二均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞第二微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)；
[0166]第二磁屏，設(shè)置在第一微波腔外，用于屏蔽電磁波；
[0167]第二恒溫子單元，設(shè)置在第二微波腔與第二磁屏之間，用于穩(wěn)定第二微波腔內(nèi)的溫度;
[0168]第二耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)；
[0169]第二集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振；
[0170]第二光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；
[0171]其中，第二集成濾光共振泡位于第二光譜燈和第二光電池的中間。
[0172]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第一物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于壓控晶振；在從第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第二物理子單元對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振，在第一物理子單元中的堿金屬原子消耗殆盡時(shí)，由第二物理子單元接替第一物理子單元的工作，保證了時(shí)間校準(zhǔn)的連續(xù)性，而且避免了更換原子頻標(biāo)的麻煩，特別適用于衛(wèi)星、空間站等航天器上的時(shí)間校準(zhǔn)。
[0173]需要說(shuō)明的是:上述實(shí)施例提供的應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)裝置在校準(zhǔn)時(shí)間時(shí)，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說(shuō)明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述實(shí)施例提供的應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)裝置與應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法實(shí)施例屬于同一構(gòu)思，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程詳見方法實(shí)施例，這里不再贅述。
[0174]上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0175]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)硬件來(lái)完成，也可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。
[0176]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)方法，所述時(shí)間校準(zhǔn)方法包括: 壓控晶振輸出原始頻率信號(hào)； 綜合模塊產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)； 微波倍混頻模塊對(duì)所述原始頻率信號(hào)和所述綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號(hào)； 其特征在于，所述時(shí)間校準(zhǔn)方法還包括: 在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第一物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于所述壓控晶振； 在從所述第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，物理單元中的第二物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)；伺服系統(tǒng)對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間校準(zhǔn)方法，其特征在于，在第四時(shí)刻到所述第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，所述時(shí)間校準(zhǔn)方法還包括: 所述第一物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)； 所述第二物理子單元對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)； 所述伺服系統(tǒng)根據(jù)所述第一光檢信號(hào)和所述第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)間校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述伺服系統(tǒng)根據(jù)所述第一光檢信號(hào)和所述第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振，包括: 伺服系統(tǒng)中的第一同步鑒相單元對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓； 伺服系統(tǒng)中的第二同步鑒相單元對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓； 當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)相同，或者所述第二糾偏電壓為0時(shí)，伺服系統(tǒng)中的中央處理器將所述第一糾偏電壓作為第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振； 當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)不同，或者所述第一糾偏電壓為0時(shí)，所述中央處理器將值為0的第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
4.一種應(yīng)用于航天器的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，所述時(shí)間校準(zhǔn)裝置包括: 壓控晶振，用于輸出原始頻率信號(hào)； 綜合模塊，用于產(chǎn)生綜合調(diào)制信號(hào)； 微波倍混頻模塊，用于對(duì)所述原始頻率信號(hào)和所述綜合調(diào)制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號(hào)； 其特征在于，所述時(shí)間校準(zhǔn)裝置還包括: 物理單元，包括第一物理子單元和第二物理子單元；其中，所述第一物理子單元，用于在從第一時(shí)刻到第二時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)；所述第二物理子單元，用于在從所述第二時(shí)刻到第三時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)； 伺服系統(tǒng)，用于對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于所述壓控晶振；對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述第一物理子單元還用于，在第四時(shí)刻到所述第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第一光檢信號(hào); 所述第二物理子單元還用于，在所述第四時(shí)刻到所述第一時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所述微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)； 所述伺服系統(tǒng)還用于，根據(jù)所述第一光檢信號(hào)和所述第二光檢信號(hào)，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述伺服系統(tǒng)包括: 第一同步鑒相單元，用于對(duì)所述第一光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓； 第二同步鑒相單元，用于對(duì)所述第二光檢信號(hào)進(jìn)行選頻放大并與所述綜合調(diào)制信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生第二糾偏電壓； 中央處理器，用于當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)相同，或者所述第二糾偏電壓為0時(shí)，將所述第一糾偏電壓作為第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振；當(dāng)所述第一糾偏電壓與所述第二糾偏電壓正負(fù)不同，或者所述第一糾偏電壓為0時(shí)，將值為0的第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述物理單元還包括: 光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光； 微波腔，設(shè)置在所述第一物理子單元和所述第二物理子單元外，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)； 均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞所述微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)； 磁屏，設(shè)置在所述微波腔外，用于屏蔽電磁波； 恒溫子單元，設(shè)置在所述微波腔與所述磁屏之間，用于穩(wěn)定所述微波腔內(nèi)的溫度；屏蔽層，位于所述第一物理子單元與所述第二物理子單元之間，用于隔離所述第一物理子單元和所述第二物理子單元之間的微波干擾。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述第一物理子單元包括: 第一耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)； 第一集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振； 第一光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)； 其中，所述第一集成濾光共振泡位于所述光譜燈和所述第一光電池的中間； 所述第二物理子單元包括: 第二耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)； 第二集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振； 第二光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)； 其中，所述第二集成濾光共振泡位于所述光譜燈和所述第二光電池的中間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述第一集成濾光共振吸收泡和所述第二集成濾光共振泡的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸全部相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的時(shí)間校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述第一子物理單元包括: 第一光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光； 第一微波腔，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)； 第一均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞所述第一微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)； 第一磁屏，設(shè)置在所述第一微波腔外，用于屏蔽電磁波； 第一恒溫子單元，設(shè)置在所述第一微波腔與所述第一磁屏之間，用于穩(wěn)定所述第一微波腔內(nèi)的溫度； 第一耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)； 第一集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振； 第一光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第一光檢信號(hào)； 其中，所述第一集成濾光共振泡位于所述第一光譜燈和所述第一光電池的中間； 所述第二子物理單元包括: 第二光譜燈，內(nèi)部充有銣和啟輝氣體，用于提供抽運(yùn)光； 第二微波腔，用于為原子的微波共振提供微波場(chǎng)； 第二均勻磁場(chǎng)線圈，圈繞所述第二微波腔設(shè)置，用于產(chǎn)生與微波磁場(chǎng)方向平行的弱靜磁場(chǎng)； 第二磁屏，設(shè)置在所述第一微波腔外，用于屏蔽電磁波； 第二恒溫子單元，設(shè)置在所述第二微波腔與所述第二磁屏之間，用于穩(wěn)定所述第二微波腔內(nèi)的溫度； 第二耦合環(huán)，用于傳遞微波探詢信號(hào)； 第二集成濾光共振泡，內(nèi)部充有銣和緩沖氣體，用于濾光和原子共振； 第二光電池，用于探測(cè)集成濾光共振泡透射光，產(chǎn)生第二光檢信號(hào)； 其中，所述第二集成濾光共振泡位于所述第二光譜燈和所述第二光電池的中間。
【文檔編號(hào)】H03L7/26GK104467837SQ201410614738
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】田玉 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)