面向Rb87芯片級CPT原子鐘微波信號源的設(shè)計.pdf

1、本論文的重點是采用鎖相倍頻技術(shù)研究應(yīng)用于Rb87芯片級CPT原子鐘的微波信號源。近年來伴隨著科技的發(fā)展，某些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)υ宇l標的性能提出了新的要求，如在不犧牲原子頻標穩(wěn)定度的前提下，減小原子頻標的體積、重量，降低其功耗等?；贑PT原理的芯片級原子鐘，由于其功耗低、體積小和啟動快等優(yōu)點近年來受到了各國科學(xué)家的重視，并且取得了快速發(fā)展。
　　在CPT原子鐘的設(shè)計中，用以激勵原子基態(tài)躍遷需要特定的微波頻率，所以微波信號源在CPT原子頻

2、標中占有重要的地位。除此之外，原子頻標的噪聲主要來自微波信號源，在小型化原子頻標系統(tǒng)中更為突出。因此，基于芯片級原子頻標的高性能微波信號源的輸出信號必須具有以下特點：1、頻譜純度高；2、相位噪聲低；3、雜散波得到抑制。
　　本文首先綜述了原子頻率標準的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，并且聚焦于Rb87CPT原子鐘的發(fā)展以及面向Rb87芯片級CPT原子鐘微波信號源的設(shè)計。我們采用鎖相倍頻技術(shù)設(shè)計了所需的特定頻率，并且選擇恒溫補償壓控振蕩器作為參

3、考信號源，這對提高微波信號源的頻率精度，降低相位噪聲以及抑制雜波有極大的促進作用。在此基礎(chǔ)上展開對鎖相倍頻技術(shù)的分析，重點分析了低噪聲、高性能設(shè)計的要點和方法。最后進行器件的選擇、電路板的設(shè)計、仿真、修改、再設(shè)計、調(diào)試，最終實現(xiàn)了中心頻率為3.417340GHz，變化范圍為654KHz，功率變化范圍為-25dBm到12dBm，相位噪聲在1kHz時為-65dBC/Hz，10kHz時為-88dBC/Hz，100kHz時為-119dBC/Hz