小型主动型氢原子钟的核心——蓝宝石谐振腔的仿真研究

该文对小型主动型氢原子钟的核心——蓝宝石谐振腔进行了研究,利用采用有限元数值分析方法的软件HFSS V10(High Frequency Simulation Software)对日本NICT(National Institute of Informa-tionand Communication Technology)和上海天文台研制的两种不同的蓝宝石谐振腔进行仿真分析。对HFSS软件中TE011振动模式的识别进行了讨论,并得出了识别TE011模的简便方法。对上述两种腔的腔频随外金属腔及填充蓝宝石几何尺寸和温度的变化进行了计算。比较了两种腔的有载Q值,对判断蓝宝石谐振腔是否符合脉泽自激振荡条件的腔的填充因子η′和S参数进行了分析计算。

主动型氢原子钟蓝宝石温度补偿谐振腔的设计分析

对SrTiO3晶体环在不同几何尺寸蓝宝石谐振腔下的温漂补偿效果及其对蓝宝石谐振腔无载Q值的影响进行了仿真和数值计算，总结出不同尺寸蓝宝石谐振腔温度系数和无载Q值的变化规律。讨论了零腔频漂移补偿点的存在范围。最后通过对填充因子η’随几何尺寸变化的计算和对温度补偿效果的讨论，得到了兼顾体积、Q值、填充因子η’、s参数、温度漂移系数的填充SrTiO3补偿晶体蓝宝石谐振腔。

一种用于微小型铷原子频标的6.83 GHz谐振腔

研制了一种用于微小型铷原子频标的6.83 GHz微波谐振腔。对谐振腔内的电磁场、谐振频率与探针的关系进行了分析,并应用Ansoft HFSS软件进行填充介质的谐振腔进行了仿真分析。在此基础上对介质谐振腔进行设计与加工制造,测量出填充不同厚度的氧化铝陶瓷时谐振腔的谐振频率。结果表明,当矩形谐振腔取12 mm ×15 mm ×18 mm,填充5.66 mm厚的氧化铝陶瓷介质,介质谐振腔频率可达6.83 GHz,模式为TE101,谐振腔体积大幅减小至3.24 cm3, 是传统的未填充谐振腔体积的三分之一,同时电磁场分布均匀,适用于铷气室型微小型原子频标。