被动型铷原子钟的相位处理技术研究

发布时间：2021-03-06 00:33

　　目前所有的被动型原子钟都是采用的频率处理方式,其频率稳定度随时间变化规律是1/τ^1/2。而主动型原子钟采用的是相位处理方式,其频率稳定度随时间变化规律是1/τ。如若以被动型原子钟为研究对象,改变其传统的频率处理方式,将频率处理改为相位处理,那么将大大提高频率源的短中期频率稳定度,甚至对长期频率稳定度指标也有所改善。通常人们以频率稳定度以及频率准确度来评价一个频率源的好坏,频率稳定度变化曲线越陡峭频率稳定度越高,则这个频率源就越好。现实原子频标作为源应用时,其输出信号频率可以是在准确度不高但稳定度高的情况下提供一个准确的偏差,但是绝不可以是一个频率稳定度较差的信号。因此提升被动型原子钟的频率稳定度具有重要的研究价值。本文针对被动型铷原子频标,探索其相位处理的可能实现方式。观察发现,被动型铷原子钟在能级跃迁时候会周期性发生跃迁最大概率点现象。研究分析,这种现象的产生是与激励信号中所含有的频差信号以及低频调制信号的共同作用所致。频差信号实际上是从晶体振荡器传递过来,而具体导致的输出反应是光检测信号波形的不规则。结合虚拟重建方面的理论,可以从光检测信号与低频调制信号中通过... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

频率与相位方式下频率源稳定度仿真曲线

图 2.2 铷气泡型原子频标的原理方框图介于本文研究的是对铷原子频标的线路部分进行改进，故此处其量子部分便不述。铷频标的典型频率环路如图 2.3 所示：图 2.3 铷频标的典型频率环路

8图 2.3 铷频标的典型频率环路压控晶体振荡器输出标称值 5MHz 的信号，分别进行两路处理。其中一路到 90 MHz 的信号而进行了经过 18 次倍频，另外一路是为得到不规25MHz 的正弦信号而经过了综合器进行了复杂的频率处理。两路同时被送跃倍频器。在对上述合成的 90 MHz 信号经过 76 次倍频后可以得到频0MHz 的信号，并与不规则的 5.3125MHz 正弦信号相混频而得到符合铷原子频率的 6834.6875MHz 。当 6834.6875MHz 信号进行激励时，透过铷吸收泡变化。该光强的变化正是反映了能级跃迁现象发生的强烈程度，也反映了高号中所携带的频差信号值大小，该光束经过光检测器被转化成微弱的模拟的


本文编号：3066129