面向Rb87芯片級(jí)CPT原子鐘微波信號(hào)源的設(shè)計(jì).pdf

1、本論文的重點(diǎn)是采用鎖相倍頻技術(shù)研究應(yīng)用于Rb87芯片級(jí)CPT原子鐘的微波信號(hào)源。近年來伴隨著科技的發(fā)展，某些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)υ宇l標(biāo)的性能提出了新的要求，如在不犧牲原子頻標(biāo)穩(wěn)定度的前提下，減小原子頻標(biāo)的體積、重量，降低其功耗等?；贑PT原理的芯片級(jí)原子鐘，由于其功耗低、體積小和啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)近年來受到了各國(guó)科學(xué)家的重視，并且取得了快速發(fā)展。
　　在CPT原子鐘的設(shè)計(jì)中，用以激勵(lì)原子基態(tài)躍遷需要特定的微波頻率，所以微波信號(hào)源在CPT原子頻

2、標(biāo)中占有重要的地位。除此之外，原子頻標(biāo)的噪聲主要來自微波信號(hào)源，在小型化原子頻標(biāo)系統(tǒng)中更為突出。因此，基于芯片級(jí)原子頻標(biāo)的高性能微波信號(hào)源的輸出信號(hào)必須具有以下特點(diǎn)：1、頻譜純度高；2、相位噪聲低；3、雜散波得到抑制。
　　本文首先綜述了原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，并且聚焦于Rb87CPT原子鐘的發(fā)展以及面向Rb87芯片級(jí)CPT原子鐘微波信號(hào)源的設(shè)計(jì)。我們采用鎖相倍頻技術(shù)設(shè)計(jì)了所需的特定頻率，并且選擇恒溫補(bǔ)償壓控振蕩器作為參

3、考信號(hào)源，這對(duì)提高微波信號(hào)源的頻率精度，降低相位噪聲以及抑制雜波有極大的促進(jìn)作用。在此基礎(chǔ)上展開對(duì)鎖相倍頻技術(shù)的分析，重點(diǎn)分析了低噪聲、高性能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和方法。最后進(jìn)行器件的選擇、電路板的設(shè)計(jì)、仿真、修改、再設(shè)計(jì)、調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了中心頻率為3.417340GHz，變化范圍為654KHz，功率變化范圍為-25dBm到12dBm，相位噪聲在1kHz時(shí)為-65dBC/Hz，10kHz時(shí)為-88dBC/Hz，100kHz時(shí)為-119dBC/Hz