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高稳定度X射线脉冲星信号模拟

孙海峰 谢楷 李小平 方海燕 刘秀平 傅灵忠 孙海建 薛梦凡

高稳定度X射线脉冲星信号模拟

孙海峰, 谢楷, 李小平, 方海燕, 刘秀平, 傅灵忠, 孙海建, 薛梦凡
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  • X射线脉冲星导航是一种完全自主的导航方式, 在深空乃至行星际空间具有潜在的工程应用价值.由于空间飞行试验系统复杂, 成本巨大, 在实验室环境下高精度地模拟X射线脉冲星信号对数据处理方法和导航方案的验证具有重要意义. 针对当前机械转盘式模拟系统中时间稳定度和轮廓精度的不足, 提出了一种通过产生的轮廓电压信号直接控制可见光光源, 再利用衰减获得光子流, 最后经单光子探测和处理电路输出光子到达时间序列的模拟新方法.该方法实现成本低, 支持任意X射线脉冲星信号的模拟, 且具有高时间稳定度和轮廓精度. 详细地讨论了该方法的原理和涉及的关键技术, 搭建了X射线脉冲星信号模拟系统, 并进行了实验. 实验结果表明: 该系统大幅提高了X射线脉冲星信号的模拟效果, 将模拟脉冲星自转周期的稳定度从现有的10-4提高到10-9; 当探测器面积为1 m2, 探测能谱范围为2–10 keV, 积分时间为1200 s时, 模拟的PSR B1509-58 观测脉冲轮廓与标准脉冲轮廓的相关系数达到了0.993.
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    Gerd K 2000 Optical Fiber Communications (3rd Ed.) (USA: the McGraw-Hill Companies, Inc) pp126-147

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    Emadzadeh A A, Speyer J L 2010 IEEE Trans. Sig. Proc. 58 4484

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    Grindlay J, Gursky H, Schnopper H 1976 Astron. J. 205 L127

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    Joss P C 1978 Astron. J. 225 L123

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  • [1] 张海燕, 汪琳莉, 吴琛怡, 王煜蓉, 杨雷, 潘海峰, 刘巧莉, 郭霞, 汤凯, 张忠萍, 吴光. 高时间稳定性的雪崩光电二极管单光子探测器. 物理学报, 2020, 69(7): 074204. doi: 10.7498/aps.69.20191875
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-03
  • 修回日期:  2012-12-18
  • 刊出日期:  2013-05-05

高稳定度X射线脉冲星信号模拟

  • 1. 西安电子科技大学电子工程学院, 西安 710071;
  • 2. 西安电子科技大学机电工程学院, 西安 710071;
  • 3. 西安电子科技大学通信工程学院, 西安 710071

摘要: X射线脉冲星导航是一种完全自主的导航方式, 在深空乃至行星际空间具有潜在的工程应用价值.由于空间飞行试验系统复杂, 成本巨大, 在实验室环境下高精度地模拟X射线脉冲星信号对数据处理方法和导航方案的验证具有重要意义. 针对当前机械转盘式模拟系统中时间稳定度和轮廓精度的不足, 提出了一种通过产生的轮廓电压信号直接控制可见光光源, 再利用衰减获得光子流, 最后经单光子探测和处理电路输出光子到达时间序列的模拟新方法.该方法实现成本低, 支持任意X射线脉冲星信号的模拟, 且具有高时间稳定度和轮廓精度. 详细地讨论了该方法的原理和涉及的关键技术, 搭建了X射线脉冲星信号模拟系统, 并进行了实验. 实验结果表明: 该系统大幅提高了X射线脉冲星信号的模拟效果, 将模拟脉冲星自转周期的稳定度从现有的10-4提高到10-9; 当探测器面积为1 m2, 探测能谱范围为2–10 keV, 积分时间为1200 s时, 模拟的PSR B1509-58 观测脉冲轮廓与标准脉冲轮廓的相关系数达到了0.993.

English Abstract

参考文献 (15)

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