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CPT原子频频数字电路算法及其实实

作　者: 张奕
导　师: 叶朝辉；顾思洪
学　校: 华中科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: CPT 原子频标 MATLAB仿真数字正交解调激光偏振
分类号: TM935.113
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 48次
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内容摘要

被动型CPT(Coherent Population Trapping,相干布居囚禁)铷原子频标(简称CPT原子频标)是利用相干布居囚禁原理实现的一种新型原子频标,也是目前从原理上唯一可实现微型化的原子频标,其体积、功耗比目前体积、功耗最小的光抽运铷原子频标还要小得多。最小的CPT原子频标可为手表尺寸,用纽扣电池供电。由于这些特点,CPT原子频标在远程通讯系统定时、大范围通讯网络同步、武器装备的便携化等军、民用方面具有很好的应用前景。要实现CPT原子频标整机,要从CPT原子频标物理系统和电子学系统两个方面进行设计和研究。本文主要对CPT原子频标的电子学系统的相关原理和电路进行研究。本文第一章介绍了时间标准的发展历史,原子频标的出现及其发展,原子频标的分类和CPT原子频标的发展现状。第二章详细讲述了CPT原子频标的物理系统工作原理和我们团队最近实现的CPT原子频标方案。第三章对CPT原子频标电路中的两个环路(激光基频稳频环路和微波频率稳频环路)做了MATLAB仿真,明确了电路参数的选择办法,提出并研究了一种较优的环路反馈算法。第四章首先讲述了数字相敏检波,数字正交解调等软件无线电基本原理,然后详细介绍了CPT原子频标中数字正交解调的实现方法,通过仿真证实此实现方法的可行性,将其应用到CPT原子频标整机得到正面应用结果。第五章从原理上简要分析了VCSEL输出激光的偏振特性及其对CPT原子频标的影响,并研究了我们团队所使用的VCSEL输出激光的偏振特性,结果证明了我们设计的一种新物理系统方案的合理性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 时间标准的发展  9-10
  1.2 原子频标的发展  10-11
  1.3 原子频标的分类  11-14
  1.4 被动型CPT 原子频标及其发展现状  14-17
2 CPT 原子频标工作原理  17-28
  2.1 CPT 原子频标物理系统工作原理  17-24
  2.2 本团队CPT 原子频标整机方案的基本工作原理  24-25
  2.3 CPT 原子频标整机电路  25-26
  2.4 小结  26-28
3 系统建模及仿真  28-44
  3.1 激光基频锁频环路仿真分析  28-38
  3.2 微波环路仿真  38-43
  3.3 小结  43-44
4 数字正交解调  44-59
  4.1 数字相敏检波原理  44
  4.2 正交变换原理  44-46
  4.3 数字正交解调原理  46-47
  4.4 数字正交解调的实现方法比较  47-52
  4.5 正交解调的模块化实现  52-55
  4.6 仿真结果  55-56
  4.7 应用  56-57
  4.8 小结  57-59
5 VCSEL 激光偏振研究  59-68
  5.1 一般物理系统  59
  5.2 一般物理系统存在的问题  59-63
  5.3 我们使用的VCSEL 输出光偏振研究  63-67
  5.4 小结  67-68
6 总结和展望  68-70
  6.1 总结  68
  6.2 下一步展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录1 硕士期间完成论文和专利  74-75
附录2 阶梯式反馈的MATLAB 程序  75

CPT原子频频数字电路算法及其实实

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