摘要：阐述了利用抽运-检测型原子磁力仪研制的磁场旋转调制法矢量原子磁力仪的工作原理、系统组成以及对旋转磁场的技术要求,根据该矢量原子磁力仪对旋转磁场的技术要求,提出了一种高性能旋转磁场产生装置。该装置通过DDS相位同步技术实现了正弦信号间相位差的补偿和精密调控,相位调控精度的理论设计值为0.022°;建立相应的电路模型,通过仿真分析以及电路模块间相互耦合关系的研究,完成了基于多模块间协同控制的电流调整模块设计,实现了线圈驱动电路电流的精密控制和调整。当旋转磁场强度为500 nT时,对应的磁场强度调整精度优于5 nT。以上设计使旋转磁场产生装置具备了旋转磁场强度、轨迹以及方向精密控制和调整的功能,经测试该装置的各项技术指标完全满足矢量原子磁力仪的技术要求,为矢量原子磁力仪研制以及技术研究奠定了技术基础。该旋转磁场产生装置在冶金、生物科学以及相关基础物理研究中也有重要的应用价值。

摘要：目前国内外报道了几种矢量原子磁力仪的技术方案,其中基于磁场旋转调制法的矢量原子磁力仪可实现对矢量磁场的连续测量。本文对磁场旋转调制法矢量原子磁力仪的工作原理进行了阐述,对“旋转磁场”的设计、产生以及标定方法进行了介绍,在此基础上基于抽运-检测型原子磁力仪对旋转磁场和矢量磁场的叠加磁场进行了实验测量,验证了实测磁场的平均值、峰峰值与理论计算结果的符合情况,分析了实测磁场的平均值与理论平均值的偏差起源,并通过实验验证了矢量原子磁力仪的连续测量能力。研究内容为连续测量型矢量原子磁力仪的研制奠定了技术基础。

摘要：随着我国天地一体化通信网络的建设,采用微小卫星作为天基平台,与地面站相互配合,可实现信号的全球覆盖和高速传输。新的通信方式对时钟的稳定性和精确性提出了更高的需求,采用晶振已无法满足。针对这种需求,结合铷原子频标具有较好的短期频率稳定度的特点,采用微波锁相倍频、数字频率综合以及TE011模式磁控管腔等技术,对星载铷原子频标进行了小型化设计,并扩展了铷原子频标的100 MHz锁相输出功能。性能分析表明,所研制的小型化低相噪星载铷原子频标具有稳定度高、相噪低、工作温度范围宽的特点。产品重量1.8 kg,稳态功耗22 W,100 MHz信号频率稳定度σy(τ)≤3×10^(-12)τ^(-1/2)(1 s≤τ≤10000 s),远端相噪-162 dBc/Hz(@1 MHz),能够长期在轨稳定运行,可作为通信卫星载荷的时钟源。

摘要：依据阶跃恢复二极管高次倍频原理,采用同轴滤波器,设计了一种小型化铷原子频标的微波高次倍频器。测试结果表明:该倍频器的输入信号频率为40 MHz;倍频次数为171;输出信号频率为6840 MHz;微波输出功率优于-25 dBm。该倍频器接入铷原子频标系统,实现了闭环锁定,符合小型化铷原子频标的要求。

摘要：采用模匹配法对铷原子频标中多层介质加载圆柱谐振腔TE_0模的谐振特性进行了分析.通过计算多种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的谐振频率并与已有结果相对照,验证了该方法的正确性,在此基础上分析了影响谐振频率的一些主要因素.采用的方法精确、有效,其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值.

摘要：研究了一种应用于铷原子频标的磁控管腔,对用于磁控管腔的主要特征和参数计算进行了研究,主要包括磁控管腔的谐振频率、Q值、微波场模式。研究结果表明磁控管腔的谐振频率可以调谐至6.835 GHz,Q值都能够调至600～1000之间,其微波场谐振模式是典型的TE_(011)模式,频率温度系数较小(32.5～35.0kHz/℃),所设计的磁控管腔能够满足铷原子钟物理部分的设计要求。

摘要：为了满足小型铷钟对晶振短稳指标和开机特性的要求,从低噪声、快速预热的角度设计了一种用于小型铷原子钟的小型化压控恒温晶体振荡器。由Lesson模型出发,通过对振荡电路的噪声进行分析,提出了一些改善晶振短稳指标的措施;依据得出的设计原则讨论了关键元器件的选用,改进了电路及恒温槽的设计。通过A7-MAX测试,该晶振的秒稳定度达到了3.18×10-12/s;在室温(25℃)下开机,该晶振在3 min内便可进入±5×10-8的频率准确度。由此可见,该晶振适用于小型铷钟。

摘要：密封铯束管是铯原子钟的物理部分,也是一种电真空器件。但是有关铯束管的真空设计方法在文献中很少讨论。本文提出了一种设计方法,该方法基于物理及使用要求。首先根据铯原子束流强度与铯束管内压强关系,得出铯束管的工作压强应当满足的范围,在此基础上以铯束管的静态放置时间的要求为依据,定出材料单位面积平均出气率,进而对溅射离子泵的抽速和结构提出要求。文章内容无论对磁选态还是对光抽运密封铯束管的设计都具有参考价值。

摘要：采用模匹配法对铷原子频标中圆柱谐振腔HE_(111)模的谐振特性进行了理论分析。通过计算几种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的TE_(011)模的谐振频率,并与仿真结果相对照,验证了该方法的正确性。在此基础上,对腔泡位置、长度对HE_(111)模的谐振频率的影响进行了分析。其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值。

摘要：用已提出的一种新的分析任意截面槽波导和填充非均匀介质的类矩形波导的傅立叶展开—差分法对填充多层介质的H波导进行了分析.通过对填充不同厚度介质的H波导截止波数的计算及与解析法计算结果的对照,验证了该方法的正确性,同时对填充多层介质的H波导的截止特性和色散特性进行了分析.该方法可以便捷地解决H波导在微波毫米波应用中的实际工程问题,其结论对于微波毫米波元器件的设计和应用有着一定的参考价值.