用于气泡型铷频标的新型环极式微波腔

设计出一种用于气泡铷原子频标的新型环极式感容结构微波腔,它具有结构简单、加工方便、微波场模式优越、腔频易调等优点.用该微波腔研制的铷频标具有很高的信噪比,短期频率稳定度达到2.2×10-12/τ,此结果表明该微波腔可用于制作高性能铷原子频标.     

铷原子频标温度系数补偿技术研究

铷原子频标输出频率随工作环境温度变化而改变,影响其频率稳定度指标。为了降低铷原子频标的温度系数,设计了一种基于铷原子基态超精细能级跃迁的微波激励频率补偿电路。该电路在保证铷原子频标相位噪声和短期频率稳定度不受影响的条件下,具有良好的温度系数补偿效果,对于进一步提高铷原子频标的技术指标具有积极的作用。     

铷原子频标小型磁控管微波谐振腔一体化研究

微波谐振腔是铷原子频标的关键部件,决定着铷原子频标物理部分的鉴频特性。为提高铷原子频标微波谐振腔频率控制精度及实现其小型化,在理论分析和微波谐振腔的仿真分析基础上,开展了TE_(011)模式的小型磁控管微波谐振腔一体化研究,并对设计的磁控管微波谐振腔进行了测试,结果表明采用该小型一体化的磁控管微波谐振腔,铷原子频标频率稳定度得到明显改善,稳定度指标为7.83×10~(-13)(1 s)、1.97×10~(-14)(1 000 s)。     

铷光谱灯激励电路反馈控制研究

铷光谱灯作为铷原子频标物理部分的核心部件之一,其工作状态的稳定性对铷原子频标的性能指标有非常重要的影响。主要对铷原子频标光谱灯的激励电路、反馈控制进行了研究,阐述了改进的思路和方法,并给出了改进后的铷光谱灯光强稳定度测试结果。     

铷原子频标老化的成因及消除

本文分析了使铷原子频标产生老化的各种因素，并采取了有效措施，长期稳定度测量的实验结果表明，这些措施已基本上消除了老化，从而使铷原子频标的性能有可能接近商品小铯钟的水平。     

铷原子频标中微波功率频移的实验研究

测量了铷原子频标中的微波功率频移，结果表明，微波功率频移主要来源于微波跃迁的二级微扰。提出并实现了抵消微波功率频移的方法。     

小型化铷原子频标数字锁频环路设计与实现

设计并实现了一种用于铷原子频标的小型化锁频环路。采用数字锁相倍频技术,实现了10MHz信号的45.5645833次倍频。再经过一级15次倍频后获得频率为6834.6875MHz的铷原子频标微波探寻信号。通过数字电路技术实现了455.645833MHz信号的小调频。测量并分析了455.645833MHz信号的相位噪声,结果表明电路系统对铷频标频率稳定度的贡献为3.2×10^-12τ^-1/2。测量了利用该电路得到的铷频标的短期频率稳定度,结果为5×10^-12τ^-1/2（1s≤τ≤100s）,明显高于一般商品小型化铷原子频标。     

铷原子频标物理系统小型化设计

介绍了一种用于铷原子频标的小型化物理系统。该物理系统采用了开槽管式微波腔和分离滤光设计方案,体积为30 cm³。对该物理系统进行了初步测试,短期频率稳定度为3.8×10^-12/τ^1/2,表明该物理系统同时具备了小型化和高信噪比特点,可以应用于高性能小型化铷原子频标。     

铷原子频标数字锁相射频倍频器

设计了一种用于铷原子频标的射频小数倍频器.该倍频器采用了数字锁相环(PLL)技术,以单片机为控制单元,用数字直接频率合成器(DDS)作为分频器,把压控晶振(VCXO)输出的10 MHz信号直接转换为具有小数频率的976.383 9 MHz射频信号,同时具有方波调制功能.该射频倍频器已应用于铷原子频标.初步测试表明,铷原子频标的短期稳定度达到一般商品铷钟的水平.     

铷原子频率标准漂移率的检定

铷原子频率标准检定规程(JJG292—82)自颁布后,不少从事铷原子频标使用和检定的计量人员常提出这样的问题:铷原子频标的漂移率与高稳定晶体振荡器的老化率为什么要用不同的检定方法,检定铷原子频标的漂移率能否采用检定高稳定晶体振荡器老化率的方法呢?我们知道,引起频率源频率变化的主要因素可分为三类:即频率源中参与决定工作频率     

一种小型化铷原子频标腔泡系统及其频移特性

介绍一种新的小型铷频标腔泡系统的结构特点和频移特性。研究了腔牵引效应、微波功率频移、光频移和缓冲气体温度系数对铷频标输出频率的影响。结果表明,上述因素影响都在可以接受的范围内。此腔泡系统体积小、信噪比高、参数优化方便。利用此腔泡系统可以制成小型化、高性能的铷原子频标。     

铷原子频标物理部分的小型化

本文报导了一种小型化的铷原子频标物理部分,它采用矩形H_(101)模谐振腔。文中叙述了这种物理部分的特点和性能,并给出了其主要结构参数和性能参数。     

用调制的半导体激光直接检测^87Rb原子的0—0跃迁能级

在光抽运原子频标中,为了探测原子基态超精细0-0跃迁,传统上,在光抽运的同时,还需用微波腔提供射频场作共振激励。 近年来,直接利用周期性的激光脉冲所产生的相干共振来探测原子能级,而不必另外使用微波激励,已被证明是一种高分辩率的探测原子超精细能级的方法。人们正在探索这种纯光学的方法应用于研制原子频标的可能性。     

基于开槽管腔的高信噪比铷原子钟物理系统

物理系统提供的原子鉴频信号信噪比是决定铷原子钟频率稳定度的关键因素。借助高频结构仿真软件,设计了一款内径为20 mm的开槽管微波腔。分析和测试表明,该微波腔内微波场磁力线沿腔轴方向均匀密集分布,可激励高强度铷原子微波跃迁。基于这种微波腔,设计出分离滤光物理系统。借助F-P干涉仪光谱测量,优化了滤光效果。测试表明,这种物理系统具备高信噪比,可用于制造频率稳定度为5.0×10^-13t^-1/2的铷原子钟。     

铯原子频率标准和铷原子频率标准对频率准确度测量结果的思考

使用铯原子频率标准对通用计数器10 MHz进行测量,其结果作为参考值,并计算其扩展不确定度。再分别使用两个不同厂家生产的铷原子频标对同一点进行测量,计算每个测量结果的扩展不确定度。将其中一家铷原子频率标准外接频标再次进行测量,分析每次测量结果的扩展不确定度并对各次测量结果进行比较。最后对闸门时间1 s下的10 MHz频率测量点进行详细的不确定度评定。     

一种高信噪比铷原子频标物理系统

物理系统是铷原子频标的核心部件,通过分析物理系统原子鉴频信号信噪比对频标频率稳定度的影响机理,对物理系统内部结构进行了改进。改进后的物理系统采用了优化的开槽管微波腔,用Xe气作为起辉气体的铷光谱灯,采用分离滤光的三泡设计方案。对改进后的系统进行了初步测试,秒稳定度约为8×10^-13。此结果表明铷原子频标的稳定度可以突破1×10^-12/τ^(1/2),铷原子频标的长期稳定度还有进一步提高的潜力。     

原子频标频率漂移率测试系统

针对铷原子频标的日漂移率的测试需求,采用时差法设计日频率漂移率检测装置。该装置通过多路分频器,将被测频标1 MHz、5 MHz、10 MHz信号分频为标准1PPS信号。GPIB接口控制时间间隔计数器测量时差数据并传输给计算机,计算测量结果。装置自动化程度高、工作稳定,实现对多台铷原子频标日频率漂移率的自动化测量。     

基于FPGA的北斗驯服铷原子频标装置的研制

为了提高铷原子钟频率的准确度和稳定度,设计了基于FPGA技术的多路输出北斗驯服铷原子频标装置。装置采用粗测和细测的时间间隔测量方法实现铷原子频率的驯服和时间跟踪与同步。采用模块化设计和编程,提高了装置的通用性和可移植性。以铯原子钟时间频率为参照,利用该装置对铷原子钟驯服前后的数据进行多次比对测试,结果表明其频率的相对准确度达到了1.5×10^-13,相对稳定度达到6.97×10^-13,与驯服之前相比,铷原子钟频率的准确度和稳定度均得到大幅提高和改善。     

太赫兹波段光子晶体矩形栅慢波结构的研究

慢波系统是真空电子器件进行注-波互作用激发微波能量的核心,它的性能优劣直接影响了真空电子器件的技术水平,为了解决太赫兹波段所面临的频带窄、互作用效率低等问题,本文将太赫兹波段光子晶体矩形栅慢波结构的耦合阻抗和色散特性,与传统矩形栅慢波结构的相关参数进行了对比,并分析了太赫兹波段光子晶体矩形栅慢波结构的晶格常数、光子晶体柱半径、光子晶体柱与矩形栅之间的距离等结构参数对于"冷参数"的影响。结果表明:具有光子晶体的慢波结构,带宽更宽、色散更弱、耦合阻抗更大;调整结构参数后的数据为光子晶体矩形栅慢波系统的结构设计和参数优化提供了良好的依据。     

CVD金刚石膜在微波管中的应用

金刚石由于其低的介电常数、高的导热率和优良的机械性能 ,将其应用于微波管改善其散热性能取代传统有毒的氧化铍陶瓷 ,是微波管螺旋线优良的支撑材料。本文首次采用等离子体化学气相沉积法在行波管夹持杆上沉积金刚石厚膜 ,经材料和慢波组件性能测试 ,获得了较好的实验结果 :导热率 12W/cm·℃ ,介电常数为 5 .0～ 5 .3,介质损耗为 1× 10 -3 ,体积电阻率约 10 13 Ω·cm ;慢波组件导热性能与同结构的BeO组件相比提高 3.0倍。表明该薄膜能满足大功率行波管的设计、工艺技术要求