[发明专利]一种基于随机单光子发射机制的X射线脉冲星信号模拟源

说明书

技术领域

本发明涉及精密光机电技术领域，具体涉及一种基于随机单光子发射机制的X射线脉冲星信号模拟源。 

背景技术

X射线脉冲星导航是以脉冲星辐射的X射线信号作为信息输入，通过X射线探测器测量X射线光子到达时间信息，提取X射线脉冲星累积脉冲轮廓，经过相应的信号和数据处理测量脉冲到达时间TOA，作为脉冲星自主导航算法的基本输入量，经过卡尔曼滤波迭代计算，以实现为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供高精度的位置、速度、时间和姿态等导航信息。 

为试验验证X射线脉冲星自主导航系统可行性，评价X射线脉冲星自主导航算法的合理性，验证X射线脉冲星导航探测器关键技术及定量测试探测器的技术指标，需要对X射线脉冲星信号进行模拟。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于随机单光子发射机制的X射线脉冲星信号模拟源，能够在实验室模拟X射线脉冲星的的辐射特性，如能谱、周期、轮廓、流强、平行束等，为X射线脉冲星导航系统提供地面试验平台。 

本发明的基于随机单光子发射机制的X射线脉冲星信号模拟源，包括：X射线脉冲星轮廓数据生成器、X射线脉冲星脉冲轮廓调制器、时间频率综合器、X射线信号发生器、准直器和减光滤光器；其中，X射线脉冲星轮廓数据生成器、X射线脉冲星脉冲轮廓调制器、时间频率综合器、X射线信号发生器、准直器和减光滤光器依次串联，时间频率综合器与X射线脉冲星脉冲轮廓调制器相连； 

其中，X射线脉冲轮廓数据生成器根据X射线脉冲星数据库数据，结合大 尺度空间效应及在轨动态效应生成表示X射线光子到达时间的数据序列； 

X射线脉冲星轮廓调制器接收X射线光子到达时间的数据序列，生成对应的表征达到时间的电压脉冲信号，用于调制与驱动X射线信号发生器； 

时间频率综合器为X射线脉冲星脉冲轮廓调制器提供稳定的时间频率； 

X射线信号发生器接收与X射线脉冲星轮廓一致的电压脉冲信号，生成相应的X射线脉冲信号； 

准直器对X射线脉冲信号的发散角进行调控，使其以准平行光束输出； 

减光滤光器对准直器输出的平行X射线辐射流强进行调节控制。 

本发明的X射线脉冲星信号模拟源还包括标校模块，对生成的X射线脉冲星模拟信号参数进行标定与测试，并对X射线脉冲星信号源的品质进行评价。 

其中，在所述X射线脉冲轮廓数据生成器中，采用反函数法生成X射线光子到达时间序列： 

X射线光子随机到达时间数据t_n+1为 

t_n+1＝Λ^-1(Λ(t_n)-ln(1-U)) 

其中，U为[0,1]区间上的均匀分布的随机数，E=-ln(1-U)为满足期望值为1的指数分布的随机数；Λ(·)为泊松过程的积分到达率函数： 

Λ(x)=∫0xλ(t)dt]]>