Etude et développement de la méthode TWSTFT phase pour des comparaisons hautes performances d'étalons primaires de fréquence - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Study and development of the TWSTFT carrier-phase method for high performance primary frequency standarts comparaisons

Etude et développement de la méthode TWSTFT phase pour des comparaisons hautes performances d'étalons primaires de fréquence

Amale Kanj
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 930363

Résumé

The code-based Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer technique reveals strong performance in the TAI/UTC realization in terms of micro-wave links stability on the one side and the combined uncertainty of the [UTC-UTC(k)] on the other side. However, as far as the performance of this method is limited by the use of the code's narrow bandwidth, which doesn't allow primary frequency standards comparisons on averaging times less than 1 day, the use of the carrier phase is a great potential solution. The work presented in this thesis aims to study and develop the TWSTFT carrier-phase technique which was chosen according to some consistent criteria as the availability and the suitable configuration of two ground stations, the high performance clock signals distribution, the in-built satellite simulator and the use of the same frequency band on the satellite. The presented technique applies simultaneous two-way measurements between remote stations and ranging measurements related to each one. The whole system is based on the wave propagation principle related to the carrier velocity. In addition, an experimental analysis using the code and the phase is done and some effective solutions that reduce the noise on the links are proposed. The measurements results obtained by applying this technique in our laboratory using two stations in collocation driven by the same high performance active Hydrogen Maser clock show a frequency stability of 1 x 10-12 at 1 s and 3 x 10-14 at 100 s. This work is achieved by our contribution in applying the two-way time transfer technique on a fiber link with a length of 540 km in collaboration with LPL, which revealed very promising results
La technique TWSTFT a démontré des performances remarquables par sa contribution dans l'organisation du TAI/UTC, en termes de stabilité des liens micro-ondes et d'incertitude combinée sur l'écart entre [UTC-UTC(k)]. Cependant, l'étroitesse de la bande passante des codes utilisés ne permet pas la comparaison à moins d'un jour des étalons primaires de fréquence, et le recours à l'utilisation de la phase des porteuses est une piste privilégiée. Ce travail de thèse consiste à étudier et développer la méthode two-way phase, choisie selon un ensemble de critères cohérents comme la disponibilité et la configuration adaptée de deux stations terriennes, la distribution adaptée des signaux d'horloges de hautes performances, la disposition d'un simulateur de satellite caractérisé et l'utilisation d'une même bande de fréquence satellite. La technique utilisée s'appuie simultanément sur des mesures two-way entre stations distantes et sur des mesures de ranging effectuées par chaque station, l'ensemble étant basé sur le principe de propagation liée à la vitesse des porteuses. De plus, une analyse expérimentale par le code et par la phase est effectuée et des solutions efficaces conduisant à la réduction du bruit des liens sont proposées. Les principaux résultats de mesures obtenus par la mise en œuvre de cette technique au laboratoire montrent une stabilité de fréquence de 1 x 10-12 à 1 s et de 3 x 10-14 à 100 s, avec deux stations alimentées par un même maser à hydrogène actif. Ce travail s'achève par notre contribution dans l'application de la technique de transfert de temps two-way sur un lien fibré long de 540 km en collaboration avec le LPL, révélant des résultats très prometteurs
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Dates et versions

tel-00831596 , version 1 (07-06-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00831596 , version 1

Citer

Amale Kanj. Etude et développement de la méthode TWSTFT phase pour des comparaisons hautes performances d'étalons primaires de fréquence. Physique Numérique [physics.comp-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. Français. ⟨NNT : 2012PAO66585⟩. ⟨tel-00831596⟩
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