铷原子频标低噪声9次倍频链设计

铷原子频标短期频率稳定度由物理系统和电路系统共同决定.微波链的相位噪声是电路系统影响铷频标短期频率稳定度的主要因素.本文分析了传统铷频标微波链的结构和工作原理,指出9次倍频器和调制器是微波链相噪的主要来源.为抑制微波链噪声,采用肖特基二极管倍频和提高载波频率的调制方案,设计出一种低噪声9次倍频链.实验结果表明,该倍频链输出90MHz信号的相噪比传统方案降低了12dB以上,可将微波链噪声对铷频标1s频率稳定度的贡献控制在1.9E-13.将该倍频链应用于铷频标,测得铷频标短稳为3.53E-13（1s）、1.27E-13（10s）和3.97E-14（100s）.     

《电讯技术》专题资料《时间频率技术》题要（九）

铷原子频标发展现状与趋势（曹远洪,杨林） 介绍了国内外传统铷原子频标和CPT频标的现状和发展趋势,期望这些情况对国内铷原子频标的研究与应用有一定的参考。     

哈达玛方差在铷原子频标长稳测量中的应用

在国内阿仑方差(Allan Variance)通常用来表征原子频标的频率稳定度。在国外，通常运用哈达玛方差(Adamard Vatiance)测量铷原子频标长期频率稳定度。简要介绍了哈达玛方差在铷原子频标日频率稳定度测试中的具体应用，并对测量结果进行了分析。     

基于注频锁相技术的发射波束形成系统

研究了利用注频锁相技术实现低成本、高集成度、高效率的发射波束形成系统。首先介绍了发射波束形成的原理,并研究了注频锁相振荡器相位系统平衡点的稳定性,根据注频锁相振荡器的相位噪声理论给出了注频锁相振荡器阵列的设计原则,然后根据理论分析设计了一种可以产生高稳定度、低相位噪声具有任意相位加权系数的多通道射频相干信号的波束形成系统,利用计算机仿真该系统实现了发射波束扫描,证明了基于注频锁相技术的发射波束形成系统的可实现性。最后搭建了四通道注频锁相振荡器阵列,测量结果表明注频锁相振荡器阵列可以产生具有任意相位加权系统的多通道相干信号,进一步证明了该发射波束形成系统的有效性。     

相位比较和长稳测试装置

一、概述随着原子频标、频率合成器频标的发展和需要,无线电讯号的准确度和频率稳定度要求越来越高,用一般的测频方法或者倍增测频方法满足不了要求。为了实现高精度的频稳测量尤其是长期频率稳定度的测量、比对,常采用的方法是相位比较。相位比较方法已经广泛应用于甚低频校频和低频校频以及频标比对。     

Ka波段Gunn锁相源的研究

本文对Ｋａ波段锁相源作了分析和研究，探讨了毫米波锁相环路的稳定性和相位超前补偿问题。采用双锁相环路研制了腔稳偏压调压控振荡器，高次倍频器，低相噪微波锁相源等关键部件，采用了表面安装技术和高密度组装技术，使研制的毫米滤锁相源具有小型化、低相位噪声高稳定度等特点。     

基于LMX2306的高稳定度晶体振荡器设计

介绍了一种基于LMX2306（PLL）＋VCXO实现的20-100MHz高稳定晶体振荡器的设计方法，该设计方法利用锁相稳频技术可获得长，短期频率稳定度和相位噪声皆比较好的频标特性。     

Ka波段Gunn锁相源的研究

本文对Ka波段锁相源作了分析和研究,探讨了毫米波锁相环路的稳定性和相位超前补偿问题。采用双锁相环路研制了腔稳偏压调压控振荡器(VCO)、高次倍频器、低相噪微波锁相源等关键部件,采用了表面安装技术(SMT)和高密度组装技术,使研制的毫米波锁相源具有小型化、低相位噪声、高稳定度等特点。     

DDS与PLL频率合成数字系统设计

直接数字合成(DDS)是近年发展起来的一种新型合成技术.有频率分辨率高.转换时间短.相位噪声低等特点.与锁相合成技术IPLL)配合.可以设计出频带宽.分辨率高的频率合成器.本文介绍了一种DDS+PLL的混合结构.实现了一个高稳定度的锁相频率合成系统.     

铷原子频标校频模式研究

铷原子频标一般被人造地球卫星的发射系统、运载火箭导航、无线通信、电视转播、全球定位等系统用作频率标准和时间标准。频率准确度表示输出频率偏离标称值的程度,是衡量铷原子频标的重要指标之一,其精度直接影响用户设备的精度。目前铷原子频标输出的频率准确度指标可以达到优于1.0×10^-11的量级。文章通过对铷原子频标工作原理、校频原理的分析,比对了目前铷原子频标两种校频模式的优缺点,并提出了校频模式改进方式。     

原子干涉仪中拉曼激光的相位-频率双调制稳频

为降低拉曼激光的频率噪声,提出了一种相位-频率双调制稳频技术。用光纤电光相位调制器对激光进行调制并产生大失谐边带;用射频信号对光纤相位调制器的微波驱动信号进行频率调制,通过锁相放大法将一个大失谐边带锁到铷原子的饱和吸收谱线上。利用该技术实现了拉曼种子激光的稳频和2 GHz的移频,拉曼激光的线宽大幅压窄到56 kHz,预期拉曼激光频率噪声引起的原子干涉重力仪的单次测量噪声可降低到7×10-9/s2。     

光抽运铷脉泽

光抽运铷脉泽是最新发展的一种原子频标。从体积小、结构简单方面考虑,它是第一个能代替晶体振荡器的原子频率标准。它是所有频标中唯一具有这些优点和(由于脉泽原理而达到)相位稳定度非常高的设备。这种设备产生的微波输出是铷~(87)基态的超精细频率6835兆赫。这个脉泽是由充满铷~(87)蒸汽和氮的微波腔体组成。当铷蒸汽被已过滤的铷共振辐射的光照射时,产生振荡。脉泽的输出功率是10~(-10)瓦。还可以期望更高的功率输出。本文将介绍铷脲泽的物理原理和它的结构。同时讨论了光抽运、缓冲气体和温度对脉泽的影响。给出了实验结果。在观察时间约1秒的短期稳定度预计约1×10~(-12)。由于增加输出功率到10~(-8)瓦,短期稳定度还可提高。长期稳定度预计比得上已经获得的无源铷频标(约1×10~(-11)/每月)。由于压强漂移、光漂移、腔体牵引和缓冲气体化学成份的变化引起缓慢的频率波动。由于采用铷脉泽作为原子束频标的“飞轮”,长期稳定度可以改善。这种组合能够期望长期和短期稳定度都优于1×10~(-13)。     

基于Rb原子频标电注入锁定的高频稳低相噪光电振荡器

为了进一步改善光电振荡器(OEO)输出信号频 率的长期稳定度和相位噪声,提出了一种基于 Rb原子频标电注入锁定的单环OEO。将Rb原子钟产生的高频稳正弦信号注入到单环OEO,通过 注入信号与自由振荡信号的频率牵引,OEO获得单一振荡模式。实验发现,随着注入功 率的 增大,锁定带宽变大,锁定信号的相位噪声变差;随着注入功率的下降,锁定带宽变小,锁 定信号的相位噪声得 到改善,趋近于注入源信号的相位噪声。当光纤长取10km时,获得 了中心频率10GHz、边模抑制比大 于60dB、相位噪声的指标为－76dBc/Hz@100Hz和－108dBc/Hz@10kHz的输出信号,其输 出信号的长期稳定度和准确度得到改善。实验结果与理论分析一致。     

铷原子频标最终频率变换级的设计

对铷频标电路部分最终的频率变换级提出了一种基于FPGA DDS的解决方案。他具有频率高准确度、低杂散、低噪声等优点．对整个原子频标系统最终性能的提高起到了至关重要的作用。     

95GHz低相噪锁相源技术研究

基于毫米波锁相源相位噪声理论,明确指出采用低相位噪声的微波频率源可以有效改善毫米波锁相源相噪指标。利用低相位噪声的微波倍频源,结合谐波混频方式,设计出95GHz低相位噪声锁相频率源。测试结果表明,其相位噪声可以低至-90.44dBc/Hz@10kHz,验证了该设计方案的可行性。     

注频锁相振荡器阵列的低相位噪声信号产生方法

提出了注频锁相振荡器阵列的拓扑结构及相位噪声模型,根据该模型简要推导了注频锁相振荡器阵列相位噪声的计算公式并对整个阵列的相位噪声进行了分析,完成了1×4单元注频锁相振荡器阵列相位噪声的测试,测试结果与理论分析吻合,最终得出了注频锁相振荡器阵列的低相位噪声信号产生方法。     

Ramsey-CPT原子频标的高性能小型脉冲微波源研究

根据Ramsey-CPT原子频标对脉冲微波源高性能小型化的要求,采用直接数字频率合成器（DDS）激励锁相环频率合成器,再结合可编程数字功率衰减器和阻抗匹配电路,从而实现具有高稳定度、高分辨率、快跳频速度、低相位噪声、小体积、小步长扫描的脉冲微波源。比较应用于Ramsey-CPT原子频标的脉冲微波源方案,介绍脉冲微波源的基本原理,简述其具体实现方法,并通过仿真优化得到最佳的输出性能。实现的脉冲微波源具有优良的技术性能,进一步提高了Ramsey-CPT原子频标输出频率的性能。同时,达到了设计小型化的要求,有利于Ramsey-CPT原子频标的便携式应用。     

基于锁相环原理的X波段频率源的设计与实现

介绍了一种X波段频率源的设计方法。该文采用2个数字锁相频率合成单环,再环外混频的方法实现了该X波段频率源的设计。该频率源具有相位噪声低,杂散低,频率稳定度高等特点。经试验测试结果表明,该频率源的相位噪声为-94.3dBc@1kHz,-99dBc@10kHz;输出功率大于13dBm,实现了一个性能较好的频率源。     

采用PLL技术的合成频率源设计

介绍分频锁相频率合成技术.通过对锁相环工作过程及相位噪声等的基本原理的分析,采用PLL技术成功设计了1.8 GHz锁相频率源.在该锁相源中分频鉴相器采用ADI公司的ADF4118,VCO采用M/A-COM公司的ML081100-01850,低通环路采用三阶RC低通滤波器.其相位噪声为-75dBc/kHz、杂散抑制为-85dBc.实验测试获得了较好的技术指标,能满足现代移动通信C网和G网射频子系统对本振源的要求.     

关于接收机的相位噪声

接收机的相位噪声实际上专指频率合成器的相位噪声,而频率合成器的相位噪声是衡量其短期稳定度的一个技术指标,目前国内外的频率合成器基本采用锁相环(PLL)或多个锁相环的方式.频率合成器的频率稳定度包括长期稳定度和短期稳定度.长期稳定度一般由基准频率源(通常为恒温晶振或温度补偿晶振,或由外部基准频率源)决定,短期频率稳定度由锁相环决定(环路参数、部件如压控振荡器).相位噪声早期也称为相位抖动,在时域多用阿仑方差表示,在频域多用相位噪声(偏离载波某个频偏处的单位带宽内相位噪声功率相对主载波的功率低多少,通常用dBc/Hz表示,dBc中的c表示相对值)表示.