[发明专利]一种用于铯原子钟的低噪声微波激励源

说明书

本发明公开了一种用于铯原子钟的低噪声微波激励源，包括8倍频电路、功分器I、29倍频器、两个2倍频器、鉴相器、混频器、环路滤波器、介质振荡器、隔离器功分器II和放大器；本发明能够实现频率精确合成，同时频率、功率可调，能够实现对铯原子钟铯束管的激励、满足铯原子钟锁定要求；本发明应用于磁选态铯原子钟，取得了良好的效果。

技术领域

本发明属于时间频率计量的技术领域，具体涉及一种用于铯原子钟的低噪声微波激励源。

背景技术

原子钟是精密时间的测量工具，作为建立和维持现代时间尺度的核心设备。铯原子钟是一种被动型微波原子钟。具有准确度高、长期稳定度好、漂移率低等优点，被广泛使用于守时、授时、通信、军事等领域。铯原子钟整机由铯束管和电路组成，其中铯束管利用铯133原子的超精细能级从F＝3(m_F＝0)到F＝4(m_F＝0)的跃迁谱线对激励信号起鉴频作用，在电路控制下形成闭环，输出稳定的时间和频率信号。铯原子能级跃迁需要由微波信号激励，本发明就是用于从10MHz晶振起源倍频合成微波激励信号，从而形成完整的铯原子钟。

现有的铯原子钟的微波激励源采用直接倍频+介质振荡器(DRO)的技术方案，存在相位噪声高、易失锁、体积大的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于铯原子钟的低噪声微波激励源，能够产生低相位噪声的微波信号。

实现本发明的技术方案如下：

一种用于铯原子钟的低噪声微波激励源，包括8倍频电路、功分器I、29倍频器、两个2倍频器、鉴相器、混频器、环路滤波器、介质振荡器、隔离器功分器II和放大器；

外部输入的10MHz信号通过8倍频电路、功分器I产生两路80MHz信号，一路输出，作为铯原子钟其他电路模块的参考信号，另一路信号经过29倍频器、两个2倍频器，产生9280MHz的信号v₂；

介质振荡器输出的信号v₁，初始频率为9192.63MHz，信号v₁经功分器II、隔离器后进入混频器，与信号v₂进行下混频得到Δv，Δv和由外部输入的87.36823MHz信号输入鉴相器，输出信号v₄，环路滤波器对信号v₄进行滤波，使v₁的频率无限接近于9192.631770MHz信号，构成锁相环路的闭环锁定；

功分器II输出的另一路信号经放大器放大后输出。

进一步地，10MHz信号由恒温压控晶体产生。

进一步地，混频器输出信号Δv的频率为v₂-v₁。

进一步地，鉴相器输出信号v₄的频率为Δv-v₃。

进一步地，放大器在外部控制信号的控制下，调节输出信号的输出功率。

有益效果：

1、本发明采用了低噪声锁相环技术，实现微波激励源的功能，通过调整锁相环路的带宽降低微波信号的相位噪声，所以产生了低相位噪声的效果。

2、本发明采用了阶跃倍频的方案，实现了9280MHz信号的产生，替代了原有的三极管倍频方案，减少了倍频链路的级数，同时使用介质振荡器(CRO)替代传统的腔体滤波器(DRO)，降低了整个微波的体积，同时，解决了原有使用腔体滤波器容易造成锁相环路易失锁的问题。所以产生了高集成的效果。

附图说明

图1为本发明的用于铯原子钟的低噪声微波激励源的原理图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。