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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DLL98

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