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空间引力波探测中超低附加相噪频综研究
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作者 王雷刚 云恩学 +8 位作者 罗鑫 杨腾辉 王弼松 孙思宇 李程运 刘军良 高瑞弘 赵峰 张首刚 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期661-671,共11页
基于激光干涉的空间引力波探测对毫赫兹频段内的时钟噪声抑制水平提出了极高要求,通常通过边带倍频时钟噪声传递和导频音等技术来抑制时钟噪声。针对时钟噪声抑制技术需要的超低附加相噪的电光调制器(EOM)调制微波(2.4 GHz)和导频音射... 基于激光干涉的空间引力波探测对毫赫兹频段内的时钟噪声抑制水平提出了极高要求,通常通过边带倍频时钟噪声传递和导频音等技术来抑制时钟噪声。针对时钟噪声抑制技术需要的超低附加相噪的电光调制器(EOM)调制微波(2.4 GHz)和导频音射频信号(75 MHz),本文设计、搭建并比较了两种微波合成链路。通过低相噪锁相介质振荡器(PDRO)、分频等技术,实现了超低附加相噪频综。经测量,75 MHz导频信号在0.1 mHz、1 mHz、10 mHz、100 mHz、1 Hz处相对应的残余相噪分别为1.06×10^(-3)rad√Hz,8.18×10^(-5)rad√Hz,7.63×10^(-6)rad√Hz,1.30×10^(-6)rad√Hz,1.53×10^(-7)rad√Hz。该导频信号是经2.4 GHz微波分频产生的,后者的残余相噪更低,因而在20 mHz~1 Hz频段内,两者的残余相噪都满足“太极计划”需要。后期经过降低功分、频分等器件的附加相位噪声、减小关键器件的温度敏感度及增加温度控制、导频校正等技术,还可进一步降低该频综的本底噪声,有望在0.1 mHz-1 Hz的整个频段内都满足“太极计划”需求。本文对于频综的研究结果为我国空间引力波探测需要的时频系统研制奠定了坚实基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 太极计划 超低附加相位噪声 频率综合系统
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空间引力波探测中星间伪码测距建模与仿真分析
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作者 孙晨颖 姚未来 +1 位作者 梁新栋 贾建军 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第6期1826-1836,共11页
为满足空间引力波探测中时延干涉算法(TDI)对米级精度星间距数据的需求,基于激光链路建立星间绝对距离测量系统。该文以空间引力波探测太极计划为背景,通过分析空间引力波探测中星间测距的实现原理,设计了基于伪随机码(PRN)低深度相位... 为满足空间引力波探测中时延干涉算法(TDI)对米级精度星间距数据的需求,基于激光链路建立星间绝对距离测量系统。该文以空间引力波探测太极计划为背景,通过分析空间引力波探测中星间测距的实现原理,设计了基于伪随机码(PRN)低深度相位调制的星间测距模型,分析了测距精度的主要影响因素,并基于直接数字合成器(DDS)模拟外差干涉信号,进行了伪码测距系统的FPGA仿真验证。仿真结果表明,采用该模型可获得的理论测距精度可达厘米量级,达到了空间引力波探测的米级精度需求。该激光测距方案对卫星导航和天基引力波探测的工程应用具有参考价值。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星间测距 伪码测距
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激光频率波动对空间引力波探测激光干涉测量的影响分析 被引量:1
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作者 刘宇 张玉珠 +4 位作者 彭晓东 赵梦园 杨震 唐文林 强丽娥 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期179-188,共10页
空间引力波探测激光干涉测量系统噪声是决定探测任务成败的关键因素.激光频率噪声是最重要的噪声之一,有必要分析激光频率波动对测量结果的影响和各参数的变化对测量结果影响的百分比(重要程度).由于在地面难以模拟空间环境,仿真分析是... 空间引力波探测激光干涉测量系统噪声是决定探测任务成败的关键因素.激光频率噪声是最重要的噪声之一,有必要分析激光频率波动对测量结果的影响和各参数的变化对测量结果影响的百分比(重要程度).由于在地面难以模拟空间环境,仿真分析是理想的实验手段.基于空间引力波探测激光干涉测量仿真系统,分析了自由运行激光器激光频率波动对其中的科学干涉仪、参考干涉仪和TM干涉仪模型造成的测量误差,并运用直接求导法和Sobol法两种灵敏度分析方法对三种干涉仪模型输出的影响和重要程度进行灵敏度分析.结果表明自由运行激光器激光频率波动造成的干涉仪测量结果变化远大于皮米量级.在本文实验条件下,测量光频率波动对三种干涉仪输出的重要程度分别为100%,56%,54%,参考光频率波动对三种干涉仪输出的重要程度分别为0%,44%,46%. 展开更多
关键词 引力波探测 空间激光干涉 激光干涉仿真 激光频率噪声 灵敏度分析
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空间引力波探测“太极计划”星间姿态-光程耦合噪声迭代拟合与高精度抑制方法
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作者 叶磊巧 杜明辉 +1 位作者 徐鹏 高瑞弘 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期583-595,共13页
太极空间引力波探测任务采用激光干涉方法测量由引力波引起的皮米尺度距离变化。卫星和可移动光学组件(MOSA)的姿态抖动引起的星间姿态-光程耦合噪声(TTL),将显著降低对引力波信号的灵敏度。为此,需要在数据处理阶段拟合和扣除TTL噪声... 太极空间引力波探测任务采用激光干涉方法测量由引力波引起的皮米尺度距离变化。卫星和可移动光学组件(MOSA)的姿态抖动引起的星间姿态-光程耦合噪声(TTL),将显著降低对引力波信号的灵敏度。为此,需要在数据处理阶段拟合和扣除TTL噪声。本文针对卫星和MOSA的姿态抖动,提出了一种星间TTL噪声抑制算法。首先,对TTL噪声进行一阶线性近似建模,并引入时间延迟干涉(TDI)组合中,得到它在TDI输出中的表现形式;接着,通过比较TDI数据与TDI组合后的TTL噪声模型,建立似然函数;然后,通过极大似然法初步估计TTL耦合系数,从TDI数据中扣除初步拟合的TTL噪声,可估计出残余底噪的统计性质并重新代入似然函数,再次执行TTL耦合系数的极大似然估计;将上述步骤迭代10次,可获得精确的底噪模型;最后,通过马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法得到TTL系数的后验分布,完成TTL噪声的精确拟合,从而实现噪声的有效抑制。结果表明,80%以上的系数估计值都在3个标准差内,80%以上的系数估计与真值相差小于0.1 mm/rad。对于不同水平的TTL系数,抑制后的残余TTL噪声都比次级噪声低一个量级,具有一定鲁棒性,尤其适用于底噪模型未知的实际探测场景,满足空间引力波探测需求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 姿态-光程耦合噪声 时间延迟干涉
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空间引力波探测无拖曳卫星非光滑非线性控制
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作者 李秋明 曹广雨 +1 位作者 孟范伟 庞爱平 《载人航天》 北大核心 2025年第4期472-479,共8页
针对复杂空间环境中引力波探测无拖曳控制系统面临的非保守力的干扰及高精度控制要求,在位移模式下沿敏感轴方向建立了单质量块无拖曳卫星的动力学模型。为具有双积分特性的无拖曳系统设计了连续时不变非光滑非线性状态反馈控制律,且基... 针对复杂空间环境中引力波探测无拖曳控制系统面临的非保守力的干扰及高精度控制要求,在位移模式下沿敏感轴方向建立了单质量块无拖曳卫星的动力学模型。为具有双积分特性的无拖曳系统设计了连续时不变非光滑非线性状态反馈控制律,且基于Lyaponuv理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明:当采用类似于PD控制的非光滑非线性控制策略时,可以满足空间引力波探测任务提出的超低带宽要求,同时达到无拖曳卫星平台的相对位移和残余扰动加速度的高精度控制指标要求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 无拖曳卫星 非光滑非线性控制 高精度控制
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空间引力波探测望远镜多自由度形变测量方法解耦研究与噪声分析 被引量:1
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作者 罗健 宋婕 +2 位作者 房思俊 孔繁乐 闫勇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期81-94,共14页
空间引力波探测望远镜是引力波探测卫星的核心载荷之一,它同时对传输光束进行扩束和缩束。光程稳定性是望远镜的核心指标之一,其与望远镜结构稳定性密切相关。为了满足引力波探测任务对望远镜提出的超高光程稳定性和结构稳定性要求,必... 空间引力波探测望远镜是引力波探测卫星的核心载荷之一,它同时对传输光束进行扩束和缩束。光程稳定性是望远镜的核心指标之一,其与望远镜结构稳定性密切相关。为了满足引力波探测任务对望远镜提出的超高光程稳定性和结构稳定性要求,必须对望远镜结构形变测量进行研究。本文开展了对空间引力波探测望远镜多自由度形变测量的研究,重点解决多自由度测量的耦合问题,并对误差来源进行详细分析。在空间引力波探测望远镜的研制阶段,该测量方法的研究有望满足望远镜多自由度形变测量的需求,为望远镜设计提供多自由度形变的数据反馈,为望远镜光程稳定性研究提供指导。 展开更多
关键词 空间引力波探测望远镜 形变测量 多自由度 解耦研究 噪声分析
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基于周期微小激励的引力波探测航天器质心辨识
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作者 王子鸣 黎明 +3 位作者 姚金铭 齐超群 张慧博 张浩 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第3期120-130,共11页
受燃料消耗与结构热变形等因素的影响,空间引力波探测航天器的质量分布会发生变化,质心位置也会发生偏移,严重影响引力波探测精度。面向空间引力波探测航天器高精度质心测量的需求,提出一种基于周期性微小激励的航天器质心辨识方法。首... 受燃料消耗与结构热变形等因素的影响,空间引力波探测航天器的质量分布会发生变化,质心位置也会发生偏移,严重影响引力波探测精度。面向空间引力波探测航天器高精度质心测量的需求,提出一种基于周期性微小激励的航天器质心辨识方法。首先,构建了考虑空间非保守力、重力梯度力及推力器噪声影响的航天器动力学模型。然后,开展了基于空间惯性传感器与星敏感器测量数据的惯性张量辨识及基于推力器周期性微小激励输入方法研究,提出了基于周期微小激励与卡尔曼滤波理论的质心辨识方法。最后,进行了不同周期激励下的仿真模拟验证。仿真结果表明,在三角波形的力矩下,提出的方法能够在2.2×10^(-5)rad极小角度机动下实现2.14×10^(-6)m的高精度质心辨识,从而降低星间链路重建成本,为维持空间引力波探测精度提供了技术途径。 展开更多
关键词 质心辨识 引力波探测航天器 周期微小激励 空间非保守力 卡尔曼滤波
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空间引力波星载望远镜测试与评估技术研究进展 被引量:1
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作者 张兰强 曾意 +5 位作者 吴小虎 杨金生 阮晓莉 辛强 顾乃庭 饶长辉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期6-21,共16页
在空间引力波探测任务中,星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10^(-10)级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限,因此,... 在空间引力波探测任务中,星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10^(-10)级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限,因此,针对星载望远镜发展测试与评估技术并开展系统超高精度测试是空间引力波探测计划成功的重要前提。本文在概述国内外在研的空间引力波探测星载望远镜研制情况的基础上,重点围绕星载望远镜的核心技术指标——光程稳定性和后向杂散光,介绍了在研望远镜的测试技术发展现状和已经取得的部分测试成果,以及各研究单位进一步的测试计划,为我国的空间引力波探测的星载望远镜测试与评估技术发展提供参考。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星载望远镜 地面测试 光程稳定性 后向杂散光
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引力波探测中惯性传感器的残余气体动力学特性机理研究 被引量:1
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作者 徐峰 王玉青 +1 位作者 张俊 王旭迪 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期35-41,共7页
作为空间引力波探测的核心系统,惯性传感器在轨运行时的噪声干扰诱发机制解析是迫切需要解决的关键科学问题。惯性传感器中检验质量(TM)的残余加速度噪声是限制探测器灵敏度的最大噪声源。作为残余气体噪声的直接表征手段,惯性传感器复... 作为空间引力波探测的核心系统,惯性传感器在轨运行时的噪声干扰诱发机制解析是迫切需要解决的关键科学问题。惯性传感器中检验质量(TM)的残余加速度噪声是限制探测器灵敏度的最大噪声源。作为残余气体噪声的直接表征手段,惯性传感器复杂拓扑构型下气体分子逃逸时间动态特性解析亟待解决。文章首先考虑了狭小空间下检验质量块与周围壁面间的材料属性、放气特性等差异性,建立了异质空间复杂拓扑结构下的惯性传感器数理模型;其次解析出残余气体噪声与气体分子逃逸时间之间的定量约束关系,提取了逃逸时间核心影响因素;随后以蒙特卡洛模拟技术为切入点,得到约束条件下气体分子从板间扩散出去所需的逃逸时间及碰撞次数的模拟解。文章研究发现:不同气体成分、壁面性质对残余气体噪声有较大影响;考虑气体分子在壁面的滞留时间会大幅增加逃逸时间、降低碰撞频率。 展开更多
关键词 空间引力波探测 惯性传感器板间异质性 残余气体噪声 逃逸时间 表面碰撞次数
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空间引力波探测望远镜研究进展 被引量:11
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作者 王小勇 白绍竣 +3 位作者 张倩 林栩凌 李洋 夏晨晖 《光电工程》 CSCD 北大核心 2023年第11期6-18,共13页
望远镜是空间引力波探测系统的核心组件之一,主要功能是本地激光的准直发射和远端激光的接收与压缩。望远镜作为干涉光路的一部分,直接影响测量噪声。相对于成像系统,空间引力波探测望远镜除了波前质量要求高之外,对杂散光和光程稳定性... 望远镜是空间引力波探测系统的核心组件之一,主要功能是本地激光的准直发射和远端激光的接收与压缩。望远镜作为干涉光路的一部分,直接影响测量噪声。相对于成像系统,空间引力波探测望远镜除了波前质量要求高之外,对杂散光和光程稳定性也具有极高的要求,而且后两项的挑战性更大。本文围绕望远镜核心指标的实现,对光学系统、光机结构、空间热环境与热控、杂散光仿真与抑制、稳定性测量等方面的研究进展进行了综述,可以为我国的空间引力波探测望远镜研制提供参考。 展开更多
关键词 空间引力波探测 空间望远镜 光程稳定性
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空间引力波探测星载望远镜专题导读(二)
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作者 顾乃庭 王小勇 +3 位作者 汶德胜 饶长辉 周泽兵 叶贤基 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-4,共4页
探测空间引力波有望揭开更多的宇宙奥秘。在国家重点研发计划项目的支持下,《光电工程》组织了“空间引力波探测星载望远镜专题(二)”。专题围绕空间引力波探测星载望远镜设计与分析、建造与装调、测试与评估等几个方面介绍了近期的主... 探测空间引力波有望揭开更多的宇宙奥秘。在国家重点研发计划项目的支持下,《光电工程》组织了“空间引力波探测星载望远镜专题(二)”。专题围绕空间引力波探测星载望远镜设计与分析、建造与装调、测试与评估等几个方面介绍了近期的主要研究进展,将为相关领域学者和专家提供技术研究的参考和合作交流的平台,并将积极推动我国空间引力波探测计划的研究进程。 展开更多
关键词 星载望远镜 空间引力波 引力波探测 天琴计划 专题出版
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面向空间引力波探测任务的微推进技术研究进展 被引量:20
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作者 于达仁 牛翔 +29 位作者 王泰卜 王尚胜 曾明 崔凯 刘辉 涂良成 李祝 黄祥青 刘建平 沈岩 彭慧生 杨铖 宋培义 匡双阳 张开 索晓晨 黄潇博 刘旭辉 汪旭东 龙军 付新菊 高晨光 杨涓 夏旭 付瑜亮 胡展 康小明 吴勤勤 庞爱平 周鸿博 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期194-212,共19页
微推力器是实现空间引力波探测中无拖曳控制任务的关键。本文在分析空间引力波探测无拖曳控制系统对微推力器要求基础上,通过微推进技术原理开展分析,梳理出了满足要求的微推力器,包括冷气推力器、波电离离子推力器、会切磁场型霍尔推... 微推力器是实现空间引力波探测中无拖曳控制任务的关键。本文在分析空间引力波探测无拖曳控制系统对微推力器要求基础上,通过微推进技术原理开展分析,梳理出了满足要求的微推力器,包括冷气推力器、波电离离子推力器、会切磁场型霍尔推力器和场致发射推力器4种备选方案,并介绍了4种推力器以及基于推力器的无拖曳控制国内外相关研究现状。在此基础上,本文介绍了天琴计划开展以来针对这几种微推力器的研制进展,并对后续应用于引力波探测的微推进技术研究方向进行展望。 展开更多
关键词 空间引力波探测 无拖曳控制 微推进 会切磁场型霍尔推力器 波电离离子推力器 冷气推力器 场致发射推力器
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空间引力波探测微牛电推进寿命评估研究现状 被引量:2
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作者 刘辉 王尚胜 +3 位作者 于达仁 赵明煊 郑思远 陈野 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期10-20,共11页
阐述了空间引力波探测任务中无拖曳控制技术对推进系统的特殊要求,介绍了目前主要的备选推进类型:冷气推进、离子电推进、会切型霍尔电推进、胶体电推进。针对面向空间引力波探测任务的电推进系统的寿命评估工作进行了任务分析,报告了... 阐述了空间引力波探测任务中无拖曳控制技术对推进系统的特殊要求,介绍了目前主要的备选推进类型:冷气推进、离子电推进、会切型霍尔电推进、胶体电推进。针对面向空间引力波探测任务的电推进系统的寿命评估工作进行了任务分析,报告了目前微牛级电推进系统寿命试验研究现状,举例说明了目前主要应用的电推进装置寿命预测方式,包括半经验模型预测、数值模拟预测、基于数据驱动的预测以及系统层面的可靠性评估方法。对目前微牛级电推进系统的寿命评估研究现状进行总结,给出了发展思路。 展开更多
关键词 空间引力波探测 电推进 寿命试验 寿命预测模型 可靠性评估
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面向空间引力波探测的低噪声激光器研究进展(特邀) 被引量:11
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作者 柳强 王在渊 +1 位作者 王洁浩 李宇航 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期216-234,共19页
低噪声激光器是空间激光干涉仪引力波探测器的核心组件之一,激光器的输出功率、强度噪声、频率噪声等性能直接影响空间引力波探测器的灵敏度。空间引力波探测器对激光器的结构设计、噪声水平等提出了严格的要求。本文介绍了空间引力波... 低噪声激光器是空间激光干涉仪引力波探测器的核心组件之一,激光器的输出功率、强度噪声、频率噪声等性能直接影响空间引力波探测器的灵敏度。空间引力波探测器对激光器的结构设计、噪声水平等提出了严格的要求。本文介绍了空间引力波探测器的目标和对激光器的要求,分析了激光器噪声性能对探测器灵敏度的影响,梳理了国内外典型探测任务中低噪声激光器研究进展,比较了不同激光器的噪声性能。最后,阐述了强度噪声抑制和频率噪声抑制的原理和进展,并对国内空间引力波探测用的低噪声激光器的研究进行了展望。 展开更多
关键词 空间引力波探测 低噪声激光器 主控振荡功率放大 强度噪声抑制 频率噪声抑制
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空间引力波探测无拖曳技术现状与趋势 被引量:1
15
作者 张锦绣 陶文舰 +3 位作者 连晓斌 王继河 孟云鹤 刘源 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-17,共17页
航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计... 航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计与控制的详细介绍和分析,对涉及的无拖曳与姿态控制、高精度惯性传感器与执行机构等原理和理论方法进行了深入的剖析。针对现已开展的空间引力波探测无拖曳航天器在轨飞行的演示验证整体情况进行详述和分析。在此基础上,提出后续开展相关研究中亟待解决的关键问题,指出未来无拖曳航天器系统动力学与控制的研究热点和趋势。 展开更多
关键词 无拖曳航天器 空间引力波探测 轨道设计与控制 无拖曳与姿态控制 惯性传感器与执行机构 飞行演示验证
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空间引力波探测器自引力分析与建模方法
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作者 汤宁标 杨中光 +3 位作者 余贤圣 何涛 蔡志鸣 余金培 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4083-4090,共8页
航天器质量分布和检验质量间的自引力效应是影响空间引力波探测的一项重要噪声来源。针对该噪声,研究空间引力波探测器自引力分析与动态模型构建方法,以实现引力波探测系统全链路噪声动态仿真。首先,分析空间引力波探测中自引力的主要... 航天器质量分布和检验质量间的自引力效应是影响空间引力波探测的一项重要噪声来源。针对该噪声,研究空间引力波探测器自引力分析与动态模型构建方法,以实现引力波探测系统全链路噪声动态仿真。首先,分析空间引力波探测中自引力的主要影响因素,推导空间内任一质点对立方体检验质量的引力解析公式,构建航天器有限元模型,并基于该模型分析主要因素对自引力的影响。然后,提出一种基于有限元分析和多项式回归的自引力数学模型构建方法,并与反向传播神经网络、支持向量回归等方法进行比较与仿真验证。仿真结果表明,所提方法精度优于10^(-16) m·s^(-2),且计算简单,可被有效应用于后续引力波科学探测任务。 展开更多
关键词 空间引力波探测 有限元 引力 多项式回归
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面向空间引力波探测的低噪声平衡零拍探测系统研究(特邀) 被引量:4
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作者 王炜杰 李番 +6 位作者 李健博 鞠明健 郑立昂 田宇航 尹王保 田龙 郑耀辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期101-109,共9页
空间引力波探测频段位于0.1 mHz~1 Hz范围内,在该频段内包含了更大特征质量和尺度的引力波波源信息。目前,基于不同尺寸及空间轨道的大型激光干涉空间引力波探测计划已经逐步实施,其中在干涉仪的激光光源系统中,需要抑制激光强度噪声及... 空间引力波探测频段位于0.1 mHz~1 Hz范围内,在该频段内包含了更大特征质量和尺度的引力波波源信息。目前,基于不同尺寸及空间轨道的大型激光干涉空间引力波探测计划已经逐步实施,其中在干涉仪的激光光源系统中,需要抑制激光强度噪声及频率噪声等,光电探测作为激光噪声表征及抑制的第一级器件,其性能将直接影响激光噪声抑制效果。通过选定低噪声芯片、高稳定偏压系统的基础上,采用自减电路及跨阻放大电路进行整体电路设计;在电磁屏蔽、低温漂系数元件、低噪声供电以及主动温控等技术手段实现了高增益低噪声平衡零拍探测系统的研制;结合快速傅里叶变换法以及对数轴功率谱密度算法对其增益、带宽等性能进行评估测试,并进一步对激光的强度噪声在0.05 mHz~1 Hz频段进行探测表征。实验结果表明:所研发平衡零拍探测电子学噪声谱密度在1 mHz~1 Hz的频率范围内在3.6×10^(-5)V/Hz^(1/2)以下,小于空间引力波探测对激光光源噪声要求;进一步当入射光功率为400μW时,测量得到平衡零拍探测系统在0.1 mHz~1 Hz的频率范围内增益在20 dB以上;激光强度噪声谱密度在1 mHz处为3.6×10^(-2)V/Hz^(1/2),实现低噪声光电探测及激光强度噪声表征,为空间引力波探测中激光强度噪声表征及抑制等方面提供关键器件支撑。 展开更多
关键词 空间引力波探测 平衡零拍探测 真空噪声 对数轴谱密度算法
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面向多频段激光强度噪声抑制的低噪声光电探测技术研究
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作者 张震 郭长磊 《光子学报》 北大核心 2025年第2期98-111,共14页
立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓... 立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓扑结构实现毫赫兹频段内低探测噪声的同时具备15 MHz的探测带宽。该光电探测器的噪声在0.1 m Hz~1Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-7)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于2×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实测结果显示在0.1 m Hz~1 Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-6)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于5×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实际噪声水平可满足空间引力波项目对NPRO激光器毫赫兹频段内强度噪声和中频段弛豫振荡峰的探测需求,可用于相关噪声抑制实验研究。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光强度噪声 光电探测技术 主动噪声抑制 噪声分析
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空间引力波探测综述与拟解决的科学问题 被引量:10
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作者 吴岳良 胡文瑞 +7 位作者 王建宇 常进 蔡荣根 张永合 罗子人 陆由俊 周宇峰 郭宗宽 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期589-599,共11页
空间引力波探测将为人类探索宇宙打开中低频段(0.1 mHz~1 Hz)引力波观测的新窗口,这个频段的引力波事件被认为具有更重要的天文学、宇宙学以及物理学意义。其典型的波源包括超大和中等质量黑洞双星的并合、极端和中等质量比黑洞双星的... 空间引力波探测将为人类探索宇宙打开中低频段(0.1 mHz~1 Hz)引力波观测的新窗口,这个频段的引力波事件被认为具有更重要的天文学、宇宙学以及物理学意义。其典型的波源包括超大和中等质量黑洞双星的并合、极端和中等质量比黑洞双星的绕转、银河系内数以百万计的致密双星系统以及随机引力波背景等,为研究宇宙起源与演化、黑洞形成与结构、引力和时空本质、暗能量和暗物质属性等提供了全新的方法和手段。21世纪以来,欧美联合的LISA计划成功发射了技术验证卫星LISA探路者,目前LISA计划已进入工程实施阶段,中国太极计划和天琴计划也相继发射了技术实验卫星太极一号和天琴一号,标志着空间引力波探测进入了全新的发展阶段。本文主要概述近年来国内外发展态势,详细凝炼空间引力波探测与研究的科学目标和未来发展的重点领域,系统优化引力波天文学、引力波物理学以及引力波宇宙学等相关学科布局,重点阐述推进空间引力波探测与研究的重要意义和发展战略。 展开更多
关键词 空间引力波探测和研究 发展动态 战略规划
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无拖曳控制技术研究及在我国空间引力波探测中的应用 被引量:18
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作者 邓剑峰 蔡志鸣 +3 位作者 陈琨 侍行剑 余金培 李华旺 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期503-514,共12页
无拖曳控制技术通过控制微推力器产生的推力来抵消航天器受到的非保守力,其是获得超静超稳空间实验平台的关键技术之一。首先总结了无拖曳控制技术的研究现状与发展趋势,系统地总结了国外历次无拖曳航天器控制系统的详细设计方案以及国... 无拖曳控制技术通过控制微推力器产生的推力来抵消航天器受到的非保守力,其是获得超静超稳空间实验平台的关键技术之一。首先总结了无拖曳控制技术的研究现状与发展趋势,系统地总结了国外历次无拖曳航天器控制系统的详细设计方案以及国内的研究进展,随后分析了无拖曳控制技术的特点以及所面临的挑战,并概括了无拖曳控制所涉及到的关键技术。最后针对我国空间引力波探测对无拖曳控制技术的需求做了详细的分析与展望。 展开更多
关键词 空间引力波探测 超稳超静平台 无拖曳控制 位移模式 加速度计模式
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