铷原子频标物理部分改进

本文对星载铷原子频标物理部分进行技术改进。改善磁控管微波腔的结构,使信噪比得到了提高;优化了物理部分光路系统,使光电探测信号强度提高了25%。此外,通过Ansoft HFSS仿真软件建立了微波腔的模型,对腔内场型分布和谐振频率进行了仿真,数字仿真和性能测试显示这种微波腔的谐振模式为TE011模式,且拥有较大的质量因子。最后,对改进后的铷原子频标系统进行了初步测试,发现短期稳定度达到了6.0×10^(-13)τ^(-1/2)(τ为取样时间)。研究结果表明,改进后的物理部分满足铷原子频标的研制需求,适合应用于高性能的星载铷原子频标。

掺钨二氧化钒薄膜的制备与分析

通过调研国内外的各种制备方法,比较它们的优缺点后,选用磁控溅射法。在硅片上得到了电阻变化2个数量级的二氧化钒(VO2)薄膜。对薄膜进行电学性能的测试,结果表明:掺钨后二氧化钒薄膜的相变温度比纯的二氧化钒薄膜相变温度有所降低,掺钨后薄膜的近红外透射率也随之减小。通过X射线衍射和X射线光电子谱对薄膜的微观结构和组分进行了分析。

用于铷原子频标的磁控管腔研究(英文)

研究了一种应用于铷原子频标的磁控管腔,对用于磁控管腔的主要特征和参数计算进行了研究,主要包括磁控管腔的谐振频率、Q值、微波场模式。研究结果表明磁控管腔的谐振频率可以调谐至6.835 GHz,Q值都能够调至600～1000之间,其微波场谐振模式是典型的TE_(011)模式,频率温度系数较小(32.5～35.0kHz/℃),所设计的磁控管腔能够满足铷原子钟物理部分的设计要求。

反应磁控溅射沉积Ti_xAl_yN_z热控薄膜研究

采用反应磁控溅射技术,以Ti和Al为溅射靶材料,Ar和N2为溅射气体,在Al基底上沉积TixAlyNz热控薄膜。优化制备薄膜的最佳实验条件。对薄膜进行XRD、XPS分析及热光学测试,研究了TixAlyNz薄膜的结构特点及热光学特性。结果表明,采用独立Ti、Al靶的磁控反应溅射制备的TixAlyNz热控薄膜,通过控制薄膜厚度与组成,在忽略飞行器内部热作用的条件下其平衡温度为34℃。

氧化钒薄膜制备与特性研究

用磁控反应溅射法制备出具有红外敏感特性的氧化钒薄膜,进行了薄膜光电特性的测试。通过AFM和XRD对薄膜的结构和特性进行分析研究,并给出了沉积参数对薄膜性能的影响。

提高铷原子频标短期稳定度的研究

对影响铷原子频标短期稳定度的三个因素进行了分析,在此基础上提出了改善短期稳定度的方法和措施,并通过试验进行了验证,获得改进后的铷原子频标的短期稳定度指标,短期稳定度从7×10-12/1s提高到1.20×10-12/1s。

γ辐照对铷频标物理部分参数影响的研究

通过γ辐照试验,分析了辐照对铷频标物理部分各项参数的影响。辐照后,振荡回路的电流变化对频标准确度的影响可忽略不计;光电二极管受辐照后会使短期稳定度变差,辐照剂量率小于1 400 rad(S i)/h,不会对频标的短稳性能产生显著影响;控温电路受辐照后会引起控温点移动,从而改变频率准确度。

真空环境下铷钟性能的研究

星载铷钟是目前全球导航定位卫星中搭载的主要星载钟之一,其工作环境除了前期地面联试是大气环境外,其余大部分时间主要是在真空环境下工作,因此研究真空环境中铷钟的性能对卫星导航系统的发展起着重要的作用。研究了真空环境下铷钟的主要技术指标,包括输出频率稳定性、准确度和漂移率的变化规律。分析了真空环境对铷钟性能的影响,从而为星载铷钟的使用提供借鉴,同时对提高星载铷钟性能有一定的参考价值。

二氧化钒薄膜退火特性研究

用磁控反应溅射法加退火工艺在石英玻璃上制备出具有相变特性的二氧化钒薄膜,通过XRD、SEM和波长200～2500nm的光学透过率的测试对薄膜的结构和特性进行分析,研究退火对薄膜的结构和光电特性的影响。

铷原子频标小型磁控管微波谐振腔一体化研究

微波谐振腔是铷原子频标的关键部件,决定着铷原子频标物理部分的鉴频特性。为提高铷原子频标微波谐振腔频率控制精度及实现其小型化,在理论分析和微波谐振腔的仿真分析基础上,开展了TE_(011)模式的小型磁控管微波谐振腔一体化研究,并对设计的磁控管微波谐振腔进行了测试,结果表明采用该小型一体化的磁控管微波谐振腔,铷原子频标频率稳定度得到明显改善,稳定度指标为7.83×10^(-13)(1 s)、1.97×10^(-14)(1 000 s)。

基于小型铷频标的数字化多功能时统的研制

主要研制了一种基于小型铷原子频标的数字化多功能时统设备,简单介绍了设计方案,并对性能进行了测试。结果表明,该时统设备能够接收处理北斗/GNSS导航接收机的信号,可用以太网、RS422串口以及本地按键和上位机通信,可用1 PPS/IRIG-B(DC)码2种方式校时,1 PPS/IRIG-B(DC)码/10 MHz 3种方式校频,校频精度能够达到E-12量级,可通过1 PPS/TOD/IRIG-B(DC)码3种方式对下位机授时,授时精度小于10 ns。

基于多参考源的铷原子钟校频方案的设计与实现

研究了铷钟校频系统的原理,并对校频误差进行了分析,提出了一种基于多参考源的铷原子钟校频方案,可用GNSS/北斗接收机的1PPS,IRIG-B(DC)码以及一级频标的10MHz频率三种方式校频,提供100s,1 000s,10 000s三种不同的校频时间,以满足用户对不同校频时间和校频准确度的综合需求。

星载铷原子钟物理部分热设计

星载铷原子钟物理部分作为星载铷原子钟的重要组成部分,其热设计在很大程度上决定了星载铷原子钟的性能与使用寿命。应用Flotherm软件对铷原子钟物理部分进行建模、仿真求解,对热设计进行优化,满足了星载铷原子钟物理部分设计要求。

铷光谱灯激励电路反馈控制研究

铷光谱灯作为铷原子频标物理部分的核心部件之一,其工作状态的稳定性对铷原子频标的性能指标有非常重要的影响。主要对铷原子频标光谱灯的激励电路、反馈控制进行了研究,阐述了改进的思路和方法,并给出了改进后的铷光谱灯光强稳定度测试结果。

A kind of magnetron cavity used in rubidium atomic frequency standards

Research on the magnetron cavity used in the rubidium atomic frequency standards is developed, through which the main characteristic parameters of the magnetron cavity are studied, mainly including the resonant frequency, quality factor and oscillation mode. The resonant frequency and quality factor of the magnetron cavity were calculated, and the test results of the resonant frequency agreed well with the calculation theory. The test results also show that the resonant frequency of the magnetron cavity can be attenuated to 6.835 GHz, which is the resonant frequency of the rubidium atoms, and the Q-factor can be attenuated to 500-1000. The oscillation mode is a typical TEoll mode and is the correct mode needed for the rubidium atomic frequency standard. Therefore these derivative magnetron cavities meet the requirements of the rubidium atomic frequency standards well.