Gravity Probe B HF SQUID 信号的纳赫兹频率测定

M. Salomon; J. W. Conklin; J. Kozaczuk; J. E. Berberian; D. I. Santiago; G. M. Keiser; A. S. Silbergleit; P. Worden

doi:10.1063/1.3669531

Gravity Probe B HF SQUID 信号的纳赫兹频率测定

仪器与探测器 2015-06-03 v1 数据分析、统计与概率

作者: M. Salomon , J. W. Conklin , J. Kozaczuk , J. E. Berberian , D. I. Santiago , G. M. Keiser , A. S. Silbergleit , P. Worden

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摘要

在本文中，我们提出了一种测量数字信号频率及其频率变化率的方法。该方法包含三个连续的算法：频率插值、相位差分以及由作者专门设计并测试的第三个算法。这三个算法的连续应用使得频率测定达到了 $5 \times 10^{-10}$ 的分辨率。作者开发的算法可应用于采样的标量信号，前提是存在一个将该信号主频率的谐波与底层物理现象联系起来的模型。该方法是在 Gravity Probe B (GP-B) 任务的框架下开发的。它被应用于 GP-B 的 Superconducting QUantum Interference Device (SQUID) 信号的高频 (HF) 分量，该分量的主频率 $f_z$ 接近实验中所用陀螺仪的自旋频率。通过对以 2200 Hz 采样、每段长 1.86 秒的连续信号段进行处理，实现了 30 nHz 的信号频率分辨率以及 0.1 pHz/sec 的衰减率分辨率。本文描述了该频率测量方法的底层理论及其在 GP-B HF 科学信号上的应用。

关键词

频率测量 Gravity Probe B SQUID 频率插值相位差分纳赫兹分辨率

引用

@article{arxiv.1111.4521,
  title  = {Nanohertz Frequency Determination for the Gravity Probe B HF SQUID Signal},
  author = {M. Salomon and J. W. Conklin and J. Kozaczuk and J. E. Berberian and D. I. Santiago and G. M. Keiser and A. S. Silbergleit and P. Worden},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1111.4521},
  year   = {2015}
}

备注

The following article has been submitted to Review of Scientific Instruments. After it is published, it will be found at (http://rsi.aip.org/)

Gravity Probe B HF SQUID 信号的纳赫兹频率测定

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