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基于X射线脉冲星导航的模拟调制仿真源研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN911.3[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]昆明理工大学理学院,昆明650093, [2]中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安710119, [3]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11103069,61007017)资助的课题.
中文摘要:

为实现X射线脉冲星导航系统在地面的演示验证,提出并设计了一种高精度X射线脉冲星仿真源.该仿真源由模拟调制信号发生器和栅控X射线球管组成.模拟调制信号发生器根据脉冲星标准脉冲轮廓数据和栅控球管特性曲线,利用直接数字频率合成技术产生模拟调制信号,加载在X射线球管控制栅极,从而控制轰击阳极靶的高速电子数目来实现X射线的调制,产生与脉冲星标准脉冲轮廓高吻合度的X射线光子统计分布.在X射线脉冲星地面仿真系统中对Crab脉冲星仿真源的性能进行测试,测试结果为:采集脉冲轮廓与标准脉冲轮廓时域相关度和频率相关度分别达到0.9774和0.9853,辐射流量为1.90ph·cm-2·s-1,脉冲辐射流量与总辐射流量之比为76.15%,脉冲半宽度为1.879ms.结果表明:该仿真源具有符合度高,成本低,操作简单灵活,对X射线脉冲星导航关键技术的攻关具有重要的意义.

英文摘要:

In this paper a high resolution X-ray simulation source is proposed and designed to verify the navigation based on X-ray pulsar in the simulation experience system. The simulation source consists of an arbitrary signal generator and a grid controlled X-ray tube. According to the grid tube's characteristic curve, the data of the pulsar standard pulse template are converted. Then using the method of direct digital frequency synthesis, the converted data are synthesized to waveforms, called the analog modulated grid voltage. In the grid controlled X-ray tube, the grid voltage changes the number of electrons hitting on the target and controls the X-ray intensity. With an analog modulated pulse profile applied on the tube grid electrode, the tube will emit X-rays which will match photons' statistical distribution and simulate the X-ray pulsar profile extremely well. The properties of Crab pulsar simulation source are tested in X-ray pulsar navigation simulation experience system. The results of the test are as follows: Comparing the tested pulse profile with the standard pulsar profile, we have time correlation coefficient is 0.9774, and frequency correlation coefficient is 0.9853. The X-ray photon flux is 1.90 ph.cm-2.s-1, the pulsed fraction is 76.15%, and the half-width half maximum is 1.879 ms. These results show that the X-ray simulation source has several merits, such as: strong ability to simulate the X-ray, low cost and simple operation. So it is an important means for the improvement of X-ray pulsar navigation.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876