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专利号: 2012102502037
申请人: 江汉大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铷原子频标的信噪比评估装置,所述铷原子频标包括压控晶体振荡器、综合器、伺服环路、微波倍混频电路和物理系统,其特征在于,所述装置包括:第一模数采样单元,用于采集所述物理系统在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号;所述未经调制的微波探询信号由所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的单频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生;

第二模数采样单元,用于采集所述物理系统在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经所述伺服环路锁相后的压控信号;所述调制后的微波探询信号由所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的键控调频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生;

主控单元,用于输出第一扫频电压和第二扫频电压至所述压控晶体振荡器,以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号;并根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系,计算所述铷原子频标的信噪比。

2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述主控单元还用于:

输出频移键控信号至所述综合器,控制所述综合器产生键控调频信号对所述微波探询信号进行调制,以得到所述调制后的微波探询信号;

控制所述综合器产生单频信号至所述微波倍混频,以得到所述未经调制的微波探询信号;及输出与所述频移键控信号同频且有固定相位差的同步信号至所述伺服环路,使所述伺服环路对所述鉴频信号进行锁相,得到所述压控信号。

3.一种铷原子频标的信噪比评估方法,所述铷原子频标包括压控晶体振荡器、综合器、伺服环路、微波倍混频电路和物理系统,其特征在于,所述方法包括:输出第一扫频电压至所述压控晶体振荡器,以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号;并采集所述物理系统在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号;所述未经调制的微波探询信号由所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的单频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生;

输出第二扫频电压至所述压控晶体振荡器,以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号;并采集所述物理系统在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经所述伺服环路锁相后得到的压控信号;所述调制后的微波探询信号由所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的键控调频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生;

根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系,计算所述铷原子频标的信噪比。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系,计算所述铷原子频标的信噪比,包括:根据所述鉴频信号与所述第一扫频电压的电压点的对应关系,绘制吸收曲线;

根据所述压控信号与所述第二扫频电压的电压点的对应关系,绘制鉴频曲线;

根据所述吸收曲线计算吸收因子;

根据所述鉴频曲线计算线宽;

获取预设的调制深度;

采用所述吸收因子、所述线宽和所述调制深度计算所述铷原子频标的信噪比。

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述吸收因子根据以下公式计算:其中,α为所述吸收因子,I0为所述鉴频信号的最大值,ΔI为所述I0与所述鉴频信号的最小值之间的差值。

6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述线宽根据以下公式计算:其中,Δv为所述线宽,δv为所述压控信号的最大值对应的第二扫频信号与所述压控信号的最小值对应的第二扫频信号之间的差值。

7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述铷原子频标的信噪比根据以下公式计算:其中, 为所述铷原子频标的信噪比,ε为所述预设的调制深度的二分之一、α为所述吸收因子、Δv为所述线宽、e为电荷、I0为所述鉴频信号的最大值。