[發明專利]一種銣原子頻標的信噪比評估裝置和方法

有效

• 申請號: 201210250203.7
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102811056A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 雷海東
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

1.一種銣原子頻標的信噪比評估裝置，所述銣原子頻標包括壓控晶體振蕩器、綜合器、伺服環路、微波倍混頻電路和物理系統，其特征在于，所述裝置包括：

第一模數采樣單元，用于采集所述物理系統在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號；所述未經調制的微波探詢信號由所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的單頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生；

第二模數采樣單元，用于采集所述物理系統在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經所述伺服環路鎖相后的壓控信號；所述調制后的微波探詢信號由所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的鍵控調頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生；

主控單元，用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號；并根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述銣原子頻標的信噪比。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主控單元還用于：

輸出頻移鍵控信號至所述綜合器，控制所述綜合器產生鍵控調頻信號對所述微波探詢信號進行調制，以得到所述調制后的微波探詢信號；

控制所述綜合器產生單頻信號至所述微波倍混頻，以得到所述未經調制的微波探詢信號；及

輸出與所述頻移鍵控信號同頻且有固定相位差的同步信號至所述伺服環路，使所述伺服環路對所述鑒頻信號進行鎖相，得到所述壓控信號。

3.一種銣原子頻標的信噪比評估方法，所述銣原子頻標包括壓控晶體振蕩器、綜合器、伺服環路、微波倍混頻電路和物理系統，其特征在于，所述方法包括：

輸出第一掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號；并采集所述物理系統在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號；所述未經調制的微波探詢信號由所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的單頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生；

輸出第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號；并采集所述物理系統在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經所述伺服環路鎖相后得到的壓控信號；所述調制后的微波探詢信號由所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的鍵控調頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生；

根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述銣原子頻標的信噪比。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述銣原子頻標的信噪比，包括：

根據所述鑒頻信號與所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系，繪制吸收曲線；

根據所述壓控信號與所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，繪制鑒頻曲線；

根據所述吸收曲線計算吸收因子；

根據所述鑒頻曲線計算線寬；

獲取預設的調制深度；

采用所述吸收因子、所述線寬和所述調制深度計算所述銣原子頻標的信噪比。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述吸收因子根據以下公式計算：

α=ΔII0]]>

其中，α為所述吸收因子，I₀為所述鑒頻信號的最大值，ΔI為所述I₀與所述鑒頻信號的最小值之間的差值。

6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述線寬根據以下公式計算：

Δv=3δv]]>

其中，Δv為所述線寬，δv為所述壓控信號的最大值對應的第二掃頻信號與所述壓控信號的最小值對應的第二掃頻信號之間的差值。

7.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述銣原子頻標的信噪比根據以下公式計算：

(SN)2=i02/22eI0=33α2ϵ2I026eΔv2]]>

其中，為所述銣原子頻標的信噪比，ε為所述預設的調制深度的二分之一、α為所述吸收因子、Δv為所述線寬、e為電荷、I₀為所述鑒頻信號的最大值。