超导稳频振荡器的研究

基于理论分析和计算机仿真，得到了超导稳频振荡器的设计方案，主要包括高Q超导腔、低温环境及锁相环电路等组件的设计。通过实验验证，超导腔的Q值达到2×10^9，低温环境温度达到1．8K，温度的稳定度优于0．001K。根据实验结果优化设计后进行系统联调，得到了初步实验结果，超导稳频振荡器的1s频率稳定度达到10^-13量级。

超导稳频振荡器微波腔的优化设计

为应用于超导稳频振荡器,针对目前已有的超导微波腔进行了优化设计。综合考虑超导腔的表面电磁场、机械加工及表面处理等因素,决定采用圆柱形腔。所设计的圆柱形微波腔工作模式为TM010,直径为50 mm,高度为26.5 mm,频率为4.5 GHz。优化束管尺寸以减小对超导腔电磁场模式的影响,所设计的束管直径为10 mm,长度为50 mm。

低温超导微波频率源的实验研究

针对低温超导微波频率源的研制,通过理论分析和仿真设计,得到了其优化设计方案,主要涉及高Q值超导腔、高稳定低温环境及锁相稳频环路等组件/技术的研究,并完成了系统闭环实验测试。实验表明,超导腔的Q值最高达到1.9×109,低温环境温度达到1.6 K,温度稳定度优于0.000 4 K,微波源的频率稳定度最高可达到4.6×10-15/1s。

高Q超导谐振腔的实验研究

针对频率标准用超导腔的设计,通过理论分析及CST仿真优化得到了一种高Q纯铌超导谐振腔的设计。所设计超导腔工作模式为TM010模,谐振频率为4.452GHz,Q值在液氦温度4.2K时达到3.4×107,在减压降温到2K左右时达到1.9×109,实验结果与设计结果一致,验证了设计的正确性和实验装置的可行性。