[发明专利]一种基于RF-SQUID应用的高稳定频率自动控制器

说明书

本发明公开了一种基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，包括频率跟踪单元和相位补偿单元，所述频率跟踪单元和相位补偿单元电性连接，所述频率跟踪单元，用于捕获和跟踪RF‑SQUID应用中LC电路的谐振频率；所述相位补偿单元，用于补偿因RF‑SQUID应用中电缆长度不同而引起的相位差。本发明的有益效果是，采用了自动频率控制代替了常规的开环控制，而自动频率控制具有输出频率稳定、不受外界环境影响的特点，同时设计中增加了相位补偿电路，因此本申请的高稳定频率自动控制器具有应用环境更为广泛、测试精度更高的优势，将在地磁探测、物理原理验证、无损检测、低频远程通信等领域发挥有益效果。

技术领域

本发明涉及一种基于RF-SQUID应用，以消除射频频率热漂移影响为目的的高稳定频率自动控制器，特别是一种基于RF-SQUID应用的高稳定频率自动控制器。

背景技术

超导量子干涉仪(以下简称为″SQUID″)是磁场检测领域灵敏度最高的测量仪器，目前SQUID的主要应用领域是磁场检测，在其它领域的应用效果同样令人期待。电磁波由电场分量和磁场分量组成，通过接收并检测磁场分量同样可以实现电磁波的用途，由此，将SQUID用作传感器，辅以射频前端和常规处理电路可实现电磁波的检测功效。

在过去的二十年中，基于RF-SQUID应用的装置被广泛使用，如：YBCO制成的高TcRF-SQUID，微波谐振器制成的RF-SQUID，等。在这些装置中的射频RF电路为开环，开环性质决定了为RF-SQUID提供电流的压控振荡器具有频率随温度变化而漂移的特性，从而导致频率的长期稳定度差，如在户外这种环境温度变化强烈条件下的应用。即使在实验室条件下应用，也需要使装置达到热平衡，而这个过程需要花费几分钟的时间，效率差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于RF-SQUID应用的高稳定频率自动控制器。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种基于RF-SQUID应用的高稳定频率自动控制器，包括频率跟踪单元和相位补偿单元，所述频率跟踪单元和相位补偿单元电性连接，

所述频率跟踪单元，用于捕获和跟踪LC谐振频率；

所述相位补偿单元，用于补偿因RF-SQUID电缆长度不同而引起的相位差。

作为优选，所述频率跟踪单元包括功率分配模块I、功率分配模块II、信号放大模块I、信号放大模块II、乘法模块、频率控制模块、功率检波模块和电源转换模块，其中，

所述功率分配模块I、信号放大模块I、乘法模块、信号放大模块II和功率检波模块依次电性连接；

所述频率控制模块、功率分配模块II、移相模块和乘法模块依次电性连接；

所述频率控制模块、功率分配模块II和功率分配模块I依次电性连接；

作为优选，相位补偿单元包括移相模块，所述移相模块的移相范围为0°～360°，用于补偿因RF-SQUID电缆长度不同而引起的相位差。

作为优选，所述频率控制模块，用于接收上位机的控制指令，并在该控制指令的控制下输出频率信号；

所述功率分配模块II，用于接收频率控制模块输出的频率信号，将经过功率分配后的信号输送至功率分配模块I；

所述功率分配模块I，用于接收功率分配模块II发出的信号，将经过功率分配的信号输送至信号放大模块I；

所述信号放大模块I，用于接收功率分配模块I发出的信号，将经过放大处理的信号输送至乘法模块；

所述乘法模块，用于接收频率控制模块输出的频率与信号放大模块输出的频率，并将频率控制模块输出的频率与信号放大模块输出的频率进行信号相乘得到大动态频率信号，并将该大动态频率信号输送至信号放大模块II；