[實用新型]一種用于氫原子頻標用微波腔

有效

• 申請號: 201220286773.7
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN202601551U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 陳海波;李晶;劉亞軒;劉朝華;高連山
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H01J23/20
• 分類號: H01J23/20
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本實用新型涉及微波腔，特別是涉及一種用于氫原子頻標用微波腔。

背景技術

氫原子頻標以其優異的中長期穩定性被廣泛的應用于衛星導航、守時、授時、航空及通信等領域。被動型氫原子頻標和主動型氫原子頻標相比，具有更高的性價比、更小的體積和重量，應用前景更為廣泛。被動型氫原子頻標分為物理部分和電路部分，物理部分為整機的核心器件，其性能決定著氫原子頻標的頻率穩定度。微波腔作為物理部分的重要部件，提供了微波輻射場與氫原子精細能級(F=1,mF=0—>F=0,mF=0)躍遷的場所，使氫原子產生高能級至低能級的躍遷。被動型氫原子頻標用的微波腔應滿足一下要求：1、諧振頻率可以調諧至氫原子精細能級躍遷頻率(1420.405MHz)。2、微波腔產生的電磁場的磁場方向應該平行于軸向，在貯存泡內應該盡量地均勻，增強電磁場與氫原子的耦合強度。3、微波腔的振蕩模式一般采用損耗較低的模式，這樣可以獲得較高的Q值，Q值的增大有利于提高氫鐘的頻率穩定度。目前被動型氫原子頻標使用的微波腔主要有：極片腔、開槽腔和磁控管腔。極片腔如文獻Harry?E.Peters“Small?very?small?and?extremely?small?hydrogen?maser”Proc?32th?Annual?Symposium?on?Frequency?Contro.469.(1978)中所示，該微波腔的極片是粘在石英貯存泡上的，頻率調諧不便，力學性能較差，目前很少使用這種微波腔。開槽腔如專利98121645.5和文獻H.T.M.Wang“Subcompact?Hydrogen?Maser?Atomic?Clocks”Proceedings?of?IEEE,982,(1989)所示。該微波腔開槽管與底座連為一體，和極片腔相比頻率調諧較為簡單；加工精度較高，Q值較高；力學穩定性較好。專利200810036427.1中提出的微波腔在本質上屬于這種開槽腔。磁控管微波腔如文獻N.A.Demidov“Passive?Hydrogen?Maser?Frequency?Stability?And?Accuracy?Investigation”Pro.7th?European?Frequency?and?Time?Forum?Neuchatel.1.(1993)所示。該微波腔腔體由一次加工而成，力學穩定性極好，但加工精度較高，表面拋光較為困難，要獲得高的Q值成本較高。專利201020658216.4中提出了一種矩形磁控管微波，具有體積小，Q值高，力學穩定性好等優點，但需要對外圍器件進行相應的改動。因此，需要設計一種新的氫原子頻標用的微波腔及降低微波腔溫度系數的方法，以解決現有技術的不足。

發明內容

為克服以上現有技術的不足，本實用新型提出一種用于氫原子頻標用微波腔，該微波腔加工簡單，成本低，表面拋光精度高，能獲得較高的Q值。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

一種用于氫原子頻標用微波腔，該微波腔包括，葉片、支柱、腔體、腔蓋，所述腔體的上下端分別設置有腔蓋，所述腔體內設置有葉片，該葉片通過所述支柱與腔體連接。

所述的腔蓋A和腔蓋B通過無磁螺釘固定在腔體上，使用無磁螺釘的原因是不會由于使用螺釘而引入磁場，避免影響氫原子躍遷信號的幅度及整鐘的頻率穩定度指標。

所述葉片通過螺釘與所述支柱連接。

所述支柱通過螺釘與所述腔體連接。

所述腔體的外半徑為腔體高度的10%～60%，腔體壁的厚度為腔體外半徑的1%～20%。

所述葉片為弧形葉片，該弧形葉片的高度為腔體高度的30%～90%，弧形葉片的外半徑為腔體外半徑的20%～80%，弧形葉片的厚度為葉片外半徑的1%～30%。

本實用新型的優點在于：

本實用新型微波腔由分體部分組合而成，加工簡單，成本低，表面拋光精度高，能獲得較高的Q值，同時兼具磁控管微波腔良好的力學穩定性和開槽腔的頻率調諧方便等優點，比同等體積的磁控管微波腔的重量更小，無載Q值高約10%。

附圖說明

圖1：本實用新型用于被動型氫原子頻標的微波腔軸向剖面示意圖；

圖2：本實用新型用于被動型氫原子頻標的微波腔腔體的橫截面示意圖。

具體實施方式