[發明專利]一種固體色心頻率可調微波操控系統及方法

有效

• 申請號: 201910289337.1
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109921188B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 袁珩;韓志強;楊笑盈;張寧;劉禹辰;陳祿;姜尚韜
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q5/335;H01Q5/50;H01Q5/10;H01Q1/22
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種固體色心頻率可調微波操控系統，其特征在于，該系統包括：電壓調節模塊、固體色心樣品、微波源系統、信號處理系統、調頻天線系統和控制系統，其中：

所述的電壓調節模塊與調頻天線系統中的頻率可調微帶天線裝置上的變容二極管相連；

所述的固體色心樣品，放置于調頻天線系統上；

所述的微波源系統可提供微波信號，對調頻天線系統中的頻率可調微帶天線裝置進行饋電；

所述的信號處理系統可處理微波信號，并根據需求放大微波信號；

所述的調頻天線系統以固體色心樣品為核心，利用頻率可調微帶天線裝置中的變容二極管調整天線整體阻抗，從而調節頻率可調微帶天線裝置的諧振頻率，并將調制好的微波信號輻射至固體色心樣品；

所述的控制系統與上述電壓調節模塊、微波源系統、信號處理系統和調頻天線系統均連接，所述的控制系統用于統一調控上述電壓調節模塊、微波源系統、信號處理系統和調頻天線系統間的運作；

微波源系統包括：微波源、開關，微波源、開關與所述的控制系統連接，該微波源系統用于提供對調頻天線系統饋電的微波信號；

信號處理系統包括：放大裝置和電平轉換裝置，放大裝置放大微波源系統輸出的微波信號，電平轉換裝置將放大裝置與控制系統相連；

調頻天線系統包括：頻率可調微帶天線裝置和天線支架，頻率可調微帶天線裝置中的變容二極管可以通過調整電壓調節模塊來改變天線整體阻抗，從而實現頻率可調功能，天線饋電后可將調制好的微波信號輻射至固體色心樣品；頻率可調微帶天線裝置包括基底、微帶天線、饋電端口、樣品放置區域、50Ω外接電阻和變容二極管，其中，固體色心樣品置于頻率可調微帶天線裝置的樣品放置區域，饋電端口接入微波源系統和信號處理系統輸出的微波信號，微帶天線置于基底的表面，微帶天線的兩端分別連接饋電端口和50Ω外接電阻，微帶天線上開有矩形槽作為樣品放置區域，微帶天線上設有“U”形槽，“U”形槽上跨接有所述變容二極管。

2.一種固體色心頻率可調微波操控方法，利用權利要求1所述固體色心頻率可調微波操控系統，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一（701）、將電壓調節模塊與調頻天線系統中的頻率可調微帶天線裝置的變容二極管相連；

步驟二（702）、將固體色心樣品放置在頻率可調微帶天線裝置的樣品放置區域，其端口接入微波源系統和信號處理系統輸出的信號；

步驟三（703）、所述微波源系統輸出一路信號，信號處理系統根據需求對信號進行處理并放大該路的微波信號；

步驟四（704）、所述調頻天線系統中的頻率可調微帶天線裝置接收到微波信號后，通過調節變容二極管的外加電壓，改變頻率可調微帶天線裝置的諧振頻率；

步驟五（705）、所述頻率可調微帶天線裝置可實現對因近場耦合而產生頻移的天線系統進行調頻，抑制微波磁場與色心之間的非共振現象，使對系統噪聲具有魯棒性。