一种原子频标制造技术

本实用新型专利技术公开了一种原子频标，属于原子频标领域。所述原子频标包括光源、原子共振跃迁模块、光电检测模块、压控晶体振荡器、综合模块、倍混频模块、以及伺服模块，所述原子共振跃迁模块、所述光电检测模块依次设置在所述光源产生光的输出光路上，所述倍混频模块分别与所述压电晶体振荡器、所述综合模块、所述原子共振跃迁模块连接，所述光电检测模块与所述原子共振跃迁模块连接，所述伺服模块分别与所述光电检测模块、所述综合模块、所述压控晶体振荡器连接，所述原子频标还包括信号源，所述信号源分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述伺服模块连接。本实用新型专利技术使得微波探询信号的变化范围很小，提高了调整的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及原子频标领域，特别涉及一种原子频标。
技术介绍
原子频标是一种具有优良稳定度和准确度的频率源，广泛应用于卫星定位和导航、守时授时、通信、仪器仪表以及天文等领域。现有的原子频标包括光源、原子共振跃迁模块、光电检测模块、压控晶体振荡器、综合模块、倍混频模块、以及伺服模块。压控晶体振荡器输出的10MHz的频率信号经过综合模块获得5.3124MHz的信号，经过倍混频模块获得6840MHz的信号，5.3124MHz的信号和6840MHz的信号混频获得6834.6875MHz的微波探询信号(6834.6875MHz与原子共振跃迁模块中的原子基态超精细结构0-0跃迁的中心频率对应)，微波探询信号作用于原子共振跃迁模块，光电检测模块检测获得光检信号，伺服模块对光检信号进行同步鉴相，产生作用于压控晶体振荡器的纠偏电压，将压控晶体振荡器的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：6840MHz远远大于5.3124MHz，倍混频模块在调整压控晶体振荡器频率的过程中起主导作用，由于倍混频模块会将频率的变化放大6840MHz/10MHz＝684倍后再作用于原子共振跃迁模块，使得微波探询信号的变化范围较大，降低了调整的精确度。
技术实现思路
为了解决现有技术微波探询信号的变化范围较大，降低了调整的精确度的问题，本技术实施例提供了一种原子频标。所述技术方案如下：本技术实施例提供了一种原子频标，所述原子频标包括光源、原子共振跃迁模块、光电检测模块、压控晶体振荡器、综合模块、倍混频模块、以及 伺服模块，所述原子共振跃迁模块、所述光电检测模块依次设置在所述光源产生光的输出光路上，所述倍混频模块分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述原子共振跃迁模块连接，所述光电检测模块与所述原子共振跃迁模块连接，所述伺服模块分别与所述光电检测模块、所述综合模块、所述压控晶体振荡器连接，所述原子频标还包括信号源，所述信号源分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述伺服模块连接。在本技术一种可能的实现方式中，所述原子共振跃迁模块包括集成滤光共振泡、微波腔、均匀磁场线圈、耦合环、以及磁屏，所述微波腔设置在所述磁屏中，所述耦合环设置在所述微波腔上，所述均匀磁场线圈绕所述微波腔设置，所述光电检测模块和所述集成滤光共振泡设置在所述微波腔中，所述集成滤光共振泡位于所述光源和所述光电检测模块的中间。可选地，所述原子共振跃迁模块还包括恒流源，所述恒流源与所述均匀磁场线圈连接。在本技术另一种可能的实现方式中，所述光电检测模块包括至少一个光电池。在本技术又一种可能的实现方式中，所述原子频标还包括恒温器，所述光源和所述原子共振跃迁模块均设置在所述恒温器中。在本技术又一种可能的实现方式中，所述倍混频模块包括射频倍频单元和微波倍混频单元，所述射频倍频单元分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述微波倍混频单元连接，所述微波倍混频单元与所述原子共振跃迁模块连接。在本技术又一种可能的实现方式中，所述原子频标还包括隔离放大器，所述压控晶体振荡器通过所述隔离放大器分别与信号源、所述倍混频模块连接。在本技术又一种可能的实现方式中，所述综合模块包括处理器、第一直接数字式频率合成器DDS、第二DDS、第三DDS，所述处理器分别与所述第一DDS、所述第二DDS、所述第三DDS连接，所述第一DDS与所述倍混频模块连接，所述第二DDS与所述第三DDS连接，所述第三DDS的输出端为所述原子频标的输出端。可选地，所述第一DDS、所述第二DDS、所述第三DDS为AD9854。在本技术又一种可能的实现方式中，所述信号源为频率转换器。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过增加信号源，由信号源为综合模块提供10MHz的频率信号进而获得5.3124MHz的信号，压控晶体振荡器为倍混频模块提供10MHz的频率信号进而获得6840MHz的信号，5.3124MHz的信号和6840MHz的信号混频获得6834.6875MHz的微波探询信号，微波探询信号作用于原子共振跃迁模块，光电检测模块检测获得光检信号，伺服模块对光检信号进行同步鉴相产生的纠偏电压作用于信号源，一方面实现了将信号源的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上，另一方面只通过综合模块将频率的变化放大5.3124MHz/10MHz≈0.5倍后再作用于原子共振跃迁模块，综合模块在调整频率的过程中起主导作用，使得微波探询信号的变化范围很小(缩小了1000倍)，提高了调整的精确度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种原子频标的结构示意图；图2是本技术实施例提供的微波探询信号的变化范围的示意图；图3是本技术实施例提供的原子共振跃迁模块和倍混频模块的结构示意图；图4是本技术实施例提供的综合模块的结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例本技术实施例提供了一种原子频标，参见图1，该原子频标包括光源1、原子共振跃迁模块2、光电检测模块3、压控晶体振荡器4、综合模块5、倍混频模块6、以及伺服模块7。原子共振跃迁模块2、光电检测模块3依次设置在光源1产生光的输出光路上，倍混频模块6分别与压控晶体振荡器4、综合模块 5、原子共振跃迁模块2连接，光电检测模块3与原子共振跃迁模块2连接，伺服模块7分别与光电检测模块3、综合模块5、压控晶体振荡器4连接。该原子频标还包括信号源8，信号源8分别与压控晶体振荡器4、综合模块5、伺服模块7连接。下面先结合图1简单介绍一下本技术实施例提供的原子频标的工作原理：压控晶体振荡器4产生10MHz的频率信号，一路输出到信号源8，另一路输出到倍混频模块6。信号源8将10MHz的频率信号输出到综合模块5，综合模块5将由10MHz的频率信号获得的5.3124MHz的信号输出到倍混频模块6。倍混频模块6对10MHz的频率信号倍频，获得6840MHz的信号，并将5.3124MHz的信号和6840MHz的信号混频获得6834.6875MHz的微波探询信号。微波探询信号作用于原子共振跃迁模块2，改变光源1通过原子共振跃迁模块2的光，光电检测模块4检测获得光检信号。伺服模块7在保持压控晶体振荡器4输出信号频率不变的同时，对光检信号进行同步鉴相，产生的纠偏电压作用于信号源8，将信号源8的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。图2示出了纠偏电压分别作用于压控晶体振荡器4、信号源8时微波探询信号的变化范围，其中，△FA为纠偏电压作用于压控晶体振荡器4时微波探询信号的变化范围，△FB为纠偏电压作用于信号源8时微波探询信号的变化范围。从图2可看出，纠偏电压作用于信号源时微波探询信号的变化范围很小，提高了调整的精确度。具体地，当微波探询信号的中心频率高于原子跃迁频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原子频标，所述原子频标包括光源、原子共振跃迁模块、光电检测模块、压控晶体振荡器、综合模块、倍混频模块、以及伺服模块，所述原子共振跃迁模块、所述光电检测模块依次设置在所述光源产生光的输出光路上，所述倍混频模块分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述原子共振跃迁模块连接，所述光电检测模块与所述原子共振跃迁模块连接，所述伺服模块分别与所述光电检测模块、所述综合模块、所述压控晶体振荡器连接，其特征在于，所述原子频标还包括信号源，所述信号源分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述伺服模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种原子频标，所述原子频标包括光源、原子共振跃迁模块、光电检测模块、压控晶体振荡器、综合模块、倍混频模块、以及伺服模块，所述原子共振跃迁模块、所述光电检测模块依次设置在所述光源产生光的输出光路上，所述倍混频模块分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述原子共振跃迁模块连接，所述光电检测模块与所述原子共振跃迁模块连接，所述伺服模块分别与所述光电检测模块、所述综合模块、所述压控晶体振荡器连接，其特征在于，所述原子频标还包括信号源，所述信号源分别与所述压控晶体振荡器、所述综合模块、所述伺服模块连接。2.根据权利要求1所述的原子频标，其特征在于，所述原子共振跃迁模块包括集成滤光共振泡、微波腔、均匀磁场线圈、耦合环、以及磁屏，所述微波腔设置在所述磁屏中，所述耦合环设置在所述微波腔上，所述均匀磁场线圈绕所述微波腔设置，所述光电检测模块和所述集成滤光共振泡设置在所述微波腔中，所述集成滤光共振泡位于所述光源和所述光电检测模块的中间。3.根据权利要求2所述的原子频标，其特征在于，所述原子共振跃迁模块还包括恒流源，所述恒流源与所述均匀磁场线圈连接。4.根据权利要求1-3任一项所述的原子频标，其特征在于，所述光电检测模块包括至少一个光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑广，雷海东，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42