小型化銣原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的性能分析.pdf

1、原子頻標(biāo)是原子物理學(xué)和現(xiàn)代電子學(xué)相結(jié)合的高科技產(chǎn)物，也是波譜學(xué)在技術(shù)應(yīng)用上的突出成就之一，對(duì)現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展有著巨大的影響。以它為基礎(chǔ)的時(shí)間頻率測(cè)量的精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其它物理量的測(cè)量精度。 原子頻標(biāo)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度是決定其性能的關(guān)鍵，在眾多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，例如衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、大地測(cè)量、數(shù)據(jù)通信等研究領(lǐng)域里。而銣原子頻憑借其自身體積小、重量輕、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良等特點(diǎn)，成為至今應(yīng)用最為廣泛的一種原子頻標(biāo)。

2、 論文在已有的小型化物理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)銣原子頻標(biāo)系統(tǒng)環(huán)路方程進(jìn)行了研究，對(duì)影響其頻率穩(wěn)定度的主要因素進(jìn)行了定量分析，對(duì)各種因素造成影響的程度進(jìn)行了對(duì)比，在此基礎(chǔ)上對(duì)銣原子頻標(biāo)的調(diào)制電路和9倍頻電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。論文首先對(duì)原子頻標(biāo)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀做了介紹，然后闡述了銣原子頻標(biāo)的基本原理和環(huán)路控制過(guò)程，并對(duì)它的靜態(tài)特性進(jìn)行了分析。 接下來(lái)重點(diǎn)對(duì)銣原子頻標(biāo)的性能進(jìn)行了分析，主要是從穩(wěn)定度這個(gè)角度進(jìn)行分析，通過(guò)建立理想狀態(tài)和

3、存在噪聲及漂移下的環(huán)路方程，證明了影響其性能的主要因素來(lái)自于環(huán)路部件本身。其中銣原子頻標(biāo)的長(zhǎng)期穩(wěn)定度主要由倍頻器，綜合器，量子系統(tǒng)，前置放大器決定，而短期穩(wěn)定度主要由壓控晶體振蕩器決定。同時(shí)通過(guò)定量分析對(duì)電路實(shí)現(xiàn)提出了一系列優(yōu)選方案，從而使銣原子頻標(biāo)的性能得到改善。 然后論文對(duì)系統(tǒng)中調(diào)制電路和9倍頻電路進(jìn)行了分析。對(duì)于調(diào)制電路，設(shè)計(jì)了一種間接調(diào)頻電路，即對(duì)136Hz的調(diào)制信號(hào)積分后再調(diào)相實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻，通過(guò)此方案實(shí)現(xiàn)了低噪聲低失真