[发明专利]一种基于栅控X射线源的任意流量脉冲星轮廓的产生方法

说明书

本发明公开了一种基于栅控X射线源的任意流量脉冲星轮廓的产生方法，具体为：根据已知的脉冲星标准轮廓及该轮廓下的平均流量得到对应的光子流量密度函数；确定光子流量和栅控电压V_G的拟合函数，将光子流量密度函数作为光子流量，代入拟合函数中，得到脉冲星标准轮廓对应的栅控电压；将得到的栅控电压输入到栅控X射线源内，接收端X射线探测器对X射线光子进行探测再由后端处理电子学转为光子到达时间，将接收到的光子到达时间，通过历元折叠的算法折叠出对应的脉冲星轮廓。本发明提高了通过栅控X射线源恢复出来的信号轮廓与脉冲星轮廓的相似度，实现了任意流量的脉冲星轮廓的模拟。

技术领域

本发明属于导航技术领域，涉及一种基于栅控X射线源的任意流量脉冲星轮廓的产生方法。

背景技术

在开展X射线通信，导航及测距一体化的实验过程中，实验室开展了模拟脉冲星信号和测距信号的实验。申请号为201210087972.X的中国专利公开了一种高稳定的任意波形X射线发生装置，实现了对任意脉冲星信号的模拟。但是还存在两个不足：其一是栅极结构设计造成的脉冲星轮廓在经过整个实验系统后，形状一定程度上会出现失真的现象；其二是该实验系统只能模拟某一固定栅控电压对应流量的脉冲星轮廓，要模拟其他流量的轮廓时，还需重新调整仪器参数，过程十分复杂与不便，成本高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于栅控X射线源的任意流量脉冲星轮廓的产生方法，提高了通过栅控X射线源恢复出来的信号轮廓与脉冲星轮廓的相似度，实现了任意流量的脉冲星轮廓的模拟，解决了现有技术存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于栅控X射线源的任意流量脉冲星轮廓的产生方法，具体按照以下步骤进行：

S1，根据已知的脉冲星标准轮廓及该轮廓下的平均流量得到对应的光子流量密度函数；

S2，确定光子流量和栅控电压V_G的拟合函数，将光子流量密度函数作为光子流量，代入拟合函数中，得到脉冲星标准轮廓对应的栅控电压；

S3，将得到的栅控电压输入到栅控X射线源内，接收端X射线探测器对X射线光子进行探测再由后端处理电子学转为光子到达时间，将接收到的光子到达时间，通过历元折叠的算法折叠出对应的脉冲星轮廓。

进一步的，所述步骤S1具体为：

S11，给定已知的脉冲星标准轮廓h(φ)及该轮廓下的平均流量λ_m；

S12，光子流量密度函数λ是由脉冲星源的流量以及来自背景噪声的流量构成，如式(2)所示：

λ＝λ_b+λ_s·h(φ) (2)

其中，h(φ)表示相位φ∈[0,1)的标准脉冲星轮廓，φ为相位；λ_b表示已知有效的背景流量，λ_s表示脉冲星源的峰值流量；

按照公式(6)求得任意脉冲星轮廓的平均流量λ_m对应的峰值流量λ_s；

其中，h(φ)表示相位φ∈[0,1)的标准脉冲星轮廓，φ为相位；

S13，将求得的峰值流量λ_s和设定好的背景噪声的流量λ_b代入公式(2)，计算出光子流量密度函数λ。

进一步的，所述步骤S12中，公式(6)按照以下步骤得到：

峰值流量λ_s和平均流量λ_m的关系如公式(3)所示，以时间τ为自变量：