用于氢原子频标用微波腔及降低微波腔温度系数的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于氢原子频标用微波腔及降低微波腔温度系数的方法，该微波腔包括，叶片、支柱、腔体、腔盖，所述腔体的上下端分别设置有腔盖，所述腔体内设置有叶片，该叶片通过所述支柱与腔体连接。该微波腔由分体部分组合而成，加工简单，成本低，表面抛光精度高，能获得较高的Q值，同时兼具磁控管微波腔良好的力学稳定性和开槽腔的频率调谐方便等优点，比同等体积的磁控管微波腔的重量更小，无载Q值高约10%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波腔，特别是涉及一种。
技术介绍
氢原子频标以其优异的中长期稳定性被广泛的应用于卫星导航、守时、授时、航空及通信等领域。被动型氢原子频标和主动型氢原子频标相比，具有更高的性价比、更小的体积和重量，应用前景更为广泛。被动型氢原子频标分为物理部分和电路部分，物理部分为整机的核心器件，其性能决定着氢原子频标的频率稳定度。微波腔作为物理部分的重要部件，提供了微波辐射场与氢原子精细能级(F=l，mF=0—〉F=0，mF=0)跃迁的场所，使氢原子产生高能级至低能级的跃迁。被动型氢原子频标用的微波腔应满足一下要求:1、谐振频率可以调谐至氢原子精细能级跃迁频率(1420.405MHz)。2、微波腔产生的电磁场的磁场方向应该平行于轴向，在贮存泡内应该尽量地均匀，增强电磁场与氢原子的耦合强度。3、微波腔的振荡模式一般采用损耗较低的模式，这样可以获得较高的Q值，Q值的增大有利于提高氢钟的频率稳定度。目前被动型氢原子频标使用的微波腔主要有:极片腔、开槽腔和磁控管腔。极片腔如文献Harry E.Peters “Small very small and extremelysmall hydrogen maser，，Proc 32th Annual Symposium on Frequency Contr0.469.(1978)中所示，该微波腔的极片是粘在石英贮存泡上的，频率调谐不便，力学性能较差，目前很少使用这种微波腔。开槽腔如专利98121645.5和文献H.T.M.Wang “SubcompactHydrogen Maser Atomic Clocks，，Proceedings of IEEE, 982, (1989)所不。该微波腔开槽管与底座连为一体，和极片腔相比频率调谐较为简单；加工精度较高，Q值较高；力学稳定性较好。专利200810036427.1中提出的微波腔在本质上属于这种开槽腔。磁控管微波腔如文献 N.A.Demidov “Passive Hydrogen Maser Frequency Stability And AccuracyInvestigation，，Pr0.7th European Frequency and Time Forum Neuchatel.1.(1993)所示。该微波腔腔体由一次加工而成，力学稳定性极好，但加工精度较高，表面抛光较为困难，要获得高的Q值成本较高。专利201020658216.4中提出了一种矩形磁控管微波，具有体积小，Q值高，力学稳定性好等优点，但需要对外围器件进行相应的改动。因此，需要设计一种新的氢原子频标用的微波腔及降低微波腔温度系数的方法，以解决现有技术的不足。
技术实现思路
为克服以上现有技术的不足，本专利技术提出一种，该微波腔加工简单，成本低，表面抛光精度高，能获得较高的Q值。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现:一种用于氢原子频标用微波腔，该微波腔包括，叶片、支柱、腔体、腔盖，所述腔体的上下端分别设置有腔盖，所述腔体内设置有叶片，该叶片通过所述支柱与腔体连接。所述的腔盖A和腔盖B通过无磁螺钉固定在腔体上，使用无磁螺钉的原因是不会由于使用螺钉而引入磁场，避免影响氢原子跃迁信号的幅度及整钟的频率稳定度指标。所述叶片通过螺钉与所述支柱连接。所述支柱通过螺钉与所述腔体连接。所述腔体的外半径为腔体高度的10%~60%，腔体壁的厚度为腔体外半径的1%~20%。所述叶片为弧形叶片，该弧形叶片的高度为腔体高度的30%~90%，弧形叶片的外半径为腔体外半径的20%~80%，弧形叶片的厚度为叶片外半径的1%~30%。所述支柱与叶片相交处对中心的张角为1°~179°，所述弧形叶片对圆心的张角为1°~179°，所述支柱的高度为腔体高度的1%~50%。一种降低原子频标微波腔温度系数的方法，该方法包括如下步骤:tools] ?)测量或计算微波腔的几何参数对微波腔频率的变化率.2)将微波腔按照几何参数分为若干区域，根据不同的区域的不同材料膨胀系数，测量或计算出温度变化前后几何参数的随温升变化关系，得到几何参数对温升的变化率BXJdT %3)将步骤I和2得到的变化率df/dX,和dX」dT带入方程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于氢原子频标用微波腔，该微波腔包括，叶片、支柱、腔体、腔盖，其特征在于，所述腔体的上下端分别设置有腔盖，所述腔体内设置有叶片，该叶片通过所述支柱与腔体连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于氢原子频标用微波腔，该微波腔包括，叶片、支柱、腔体、腔盖，其特征在于，所述腔体的上下端分别设置有腔盖，所述腔体内设置有叶片，该叶片通过所述支柱与腔体连接。2.根据权利要求1所述的一种用于氢原子频标用微波腔，其特征在于，所述的腔盖A和腔盖B通过无磁螺钉固定在腔体上。3.根据权利要求1所述的一种用于氢原子频标用微波腔，其特征在于，所述叶片通过螺钉与所述支柱连接。4.根据权利要求1所述的一种用于氢原子频标用微波腔，其特征在于，所述支柱通过螺钉与所述腔体连接。5.根据权利要求1所述的一种用于氢原子频标用微波腔，其特征在于，所述腔体的外半径为腔体高度的10%~60%，腔体壁的厚度为腔体外半径的1%~20%。6.根据权利要求1所述的一种用于氢原子频标用微波腔，其特征在于，所述叶片为弧形叶片，该弧形叶片的高度为腔体高度的30%~90%，弧形叶片的外半径为腔体外半径的20%~80%，弧形叶片的厚度为叶片外半径的1%~30%。7.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海波，李晶，刘亚轩，刘朝华，高连山，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：