基于CPT maser的相干接收機(jī)研究與關(guān)鍵電路設(shè)計(jì).pdf

1、基于87Rb的CPTmaser是一種新型的主動(dòng)式原子頻標(biāo)。CPTmaser首先提供3417.3415MHz的微波信號(hào)去控制兩束相干激光束的頻差，通過該激光場與87Rb原子三能級(jí)系綜的相互作用發(fā)生相干布居囚禁現(xiàn)象，將原子囚禁在基態(tài)兩超精細(xì)能級(jí)間的躍遷頻率上，使原子系綜發(fā)生相干輻射，從而獲得高穩(wěn)定度、高精度的相干微波信號(hào)功率（maser信號(hào)）輸出，然后CPTmaser利用該maser信號(hào)與激光束頻差的關(guān)系作為鑒頻信號(hào)去鎖定被控振蕩器以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)

2、定度的轉(zhuǎn)移和頻率的轉(zhuǎn)換。CPTmaser的研究在歐美各國受到廣泛重視，由于其具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，頻率穩(wěn)定度性能指標(biāo)高等特點(diǎn)，已被指定為Galileo計(jì)劃下一代星載用鐘。
　　 論文首先對(duì)原子頻標(biāo)的發(fā)展歷史和CPTmaser研究現(xiàn)狀做了簡單介紹，闡述了CPTmaser的基本原理和整機(jī)組成，接著重點(diǎn)分析了相干接收機(jī)系統(tǒng)的工作特性，并對(duì)有關(guān)部件的噪聲特性進(jìn)行了分析，提出了降低相干接收機(jī)系統(tǒng)環(huán)路噪聲的優(yōu)選方案。然后論文對(duì)相干接收機(jī)系統(tǒng)

3、中混頻電路和倍頻鏈電路進(jìn)行了分析。對(duì)于微波混頻電路，我們選擇了噪聲低、隔離度高、組合頻率干擾小的二極管雙平衡無源混頻器來實(shí)現(xiàn)，并用ADS進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)的仿真，最后使用mini-circuits公司的雙平衡混頻芯片MCA(1)T-85+完成了混頻電路的搭建，并完成了相關(guān)指標(biāo)的測(cè)試。倍頻電路是相干接收機(jī)的一個(gè)重要部件，其噪聲是系統(tǒng)噪聲的主要來源之一，采用NEC公司的雙柵極場效應(yīng)管3SK223實(shí)現(xiàn)10MHz～90MHz的倍頻放大電路，3SK

4、224完成90MHz～360MHz的倍頻放大電路，輸出的360MHz經(jīng)過晶體管BFG97進(jìn)行放大后一路送入階躍恢復(fù)二極管中完成360MHz～6840MHz的微波倍頻;另一路作為DDS的參考時(shí)鐘生成68.346830MHz信號(hào)，倍頻后送入量子系統(tǒng)對(duì)激光進(jìn)行調(diào)制;經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，該倍頻鏈輸出信號(hào)的相關(guān)指標(biāo)均滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。論文的最后對(duì)所做工作進(jìn)行了總結(jié)和展望，并在實(shí)踐的基礎(chǔ)上又提出了一些改善性能的措施。
　　 目前，國內(nèi)主要集中研究的仍