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)的時間頻率測量的精確度遠遠超過了其它物理量的測量精度。 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)簡單、性能優(yōu)良等特點，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，對銣原子頻標(biāo)系統(tǒng)環(huán)路方程進行了研究，對影響其頻率穩(wěn)定度的主要因素進行了定量分析，對各種因素造成影響的程度進行了對比，在此基礎(chǔ)上對銣原子頻標(biāo)的調(diào)制電路和9倍頻電路進行了設(shè)計和優(yōu)化。論文首先對原子頻標(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)路控制過程，并對它的靜態(tài)特性進行了分析。 接下來重點對銣原子頻標(biāo)的性能進行了分析，主要是從穩(wěn)定度這個角度進行分析，通過建立理想狀態(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自于環(huán)路部件本身。其中銣原子頻標(biāo)的長期穩(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。同時通過定量分析對電路實現(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。 然后論文對系統(tǒng)中調(diào)制電路和9倍頻電路進行了分析。對于調(diào)制電路，設(shè)計了一種間接調(diào)頻電路，即對136Hz的調(diào)制信號積分后再調(diào)相實現(xiàn)間接調(diào)頻，通過此方案實現(xiàn)了低噪聲低失真