[發明專利]一種用于汞離子微波頻標的毫米波頻率源

在審

• 申請號: 201510977307.1
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105634483A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 王暖讓;楊仁福;趙環;張振偉;陳星
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03L7/085;H03L7/26
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎;趙曉丹

技術領域

本發明涉及一種毫米波頻率源，特別是涉及一種用于汞離子微波頻標的毫 米波頻率源。

背景技術

汞離子微波頻標是一種新型頻標，采用了不同于氫、銣、銫等傳統原子頻 標的全新工作原理。其具有基本不受實物粒子和外場的擾動，運動效應小和量 子態相干時間長等內在特點，譜線寬度極窄，各種頻移很小。汞離子微波頻標 具有以上優點的原因之一是汞離子的超精細分裂較大，為40.50734799GHz， 頻率高，Q值大，對磁場變化不敏感。40.50734799GHz低相噪毫米波頻率源 的研制成為汞離子微波頻標的最關鍵技術之一。

目前國內進行汞離子微波頻標的研究時，一般采用Agilent生產的E8257D 進行微波探測實驗，這存在以下問題：1.Agilent公司的E8257D是一個寬帶微 波源，因此在40.5GHz附近的相噪不是太理想；2.利用E8257D進行預研實驗 基本可滿足初期需求，但是不利于汞離子微波頻標的閉環集成及小型化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供種用于汞離子微波頻標的超低相位噪聲的 毫米波頻率源，用以解決目前汞離子微波頻標的系統集成及小型化等問題。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種用于汞離子微波頻標的毫米波頻率源，該頻率源包括

參考信號輸入接口；

第一鎖相環路，基于外部信號源輸入的10MHz參考信號，輸出100MHz參 考信號；

第二鎖相環路，基于第一鎖相環路輸出的10MHz參考信號，輸出兩路1GHz 參考信號；

諧波產生器，基于第一路1GHz參考信號，輸出20GHz信號；

倍頻器，基于第二路1GHz參考信號，輸出2GHz信號；

直接數字頻率合成器，將倍頻器輸出的2GHz作為參考信號，輸出 507.34799MHz信號；

諧波混頻器，將所述20GHz信號和所述507.34799MHz信號混頻，輸出帶 寬為1MHz的40.50734799GHz信號。

優選的，所述第一鎖相環路包括：

100MHz壓控晶體振蕩器，輸出100MHz信號，或基于第一誤差電壓信號 輸出100MHz參考信號；

第一分頻器，對100MHz壓控晶體振蕩器輸出的100MHz信號進行10分頻 處理；

第一鑒相器，將分頻后的100MHz信號與10MHz參考信號進行比較，輸出 第一誤差電壓信號。

優選的，所述第二鎖相環路包括：

1GHz壓控聲表振蕩器，輸出1GHz信號，或基于第二誤差電壓信號輸出 1GHz參考信號；

第二分頻器，對1GHz壓控聲表振蕩器輸出的1GHz信號進行分頻處理；

第二鑒相器，將分頻后的1GHz信號與100MHz參考信號進行比較，輸出 第二誤差電壓信號。

優選的，該頻率源進一步包括設置在諧波產生器和諧波混頻器之間的放大 濾波模塊。

優選的，該頻率源進一步包括設置在諧波混頻器輸出端的濾波器。

優選的，該頻率源進一步包括用于產生10MHz參考信號的恒溫晶體振蕩 器。

本發明的有益效果如下：

本發明所述技術方案優點在于：

1、分別通過鎖相環路A和鎖相環路B將10MHz恒溫晶體振蕩器、100MHz壓 控晶體振蕩器和1GMHz壓控聲表振蕩器結合在一起，充分地利用了各個振蕩器 在不同頻偏處的相位噪聲特性，使得毫米波頻率源的輸出信號具有最佳相噪。

2、汞離子微波頻標毫米波頻率源的相噪指標優于Agilent生產的E8257D。 輸出信號為40.5GHz時，帶寬1MHz，頻偏1Hz處的相位噪聲小于-42dBc/Hz，頻 偏10Hz處的相位噪聲小于-60dBc/Hz，頻偏100Hz處的相位噪聲小于-80dBc/Hz， 頻偏1kHz處的相位噪聲小于-103dBc/Hz，頻偏10kHz處的相位噪聲小于 -111dBc/Hz，頻偏100kHz處的相位噪聲小于-111dBc/Hz。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明；

圖1示出本發明所述一種用于汞離子微波頻標的毫米波頻率源的示意圖。