[发明专利]一种用于汞离子微波频标的毫米波频率源

说明书

技术领域

本发明涉及一种毫米波频率源，特别是涉及一种用于汞离子微波频标的毫 米波频率源。

背景技术

汞离子微波频标是一种新型频标，采用了不同于氢、铷、铯等传统原子频 标的全新工作原理。其具有基本不受实物粒子和外场的扰动，运动效应小和量 子态相干时间长等内在特点，谱线宽度极窄，各种频移很小。汞离子微波频标 具有以上优点的原因之一是汞离子的超精细分裂较大，为40.50734799GHz， 频率高，Q值大，对磁场变化不敏感。40.50734799GHz低相噪毫米波频率源 的研制成为汞离子微波频标的最关键技术之一。

目前国内进行汞离子微波频标的研究时，一般采用Agilent生产的E8257D 进行微波探测实验，这存在以下问题：1.Agilent公司的E8257D是一个宽带微 波源，因此在40.5GHz附近的相噪不是太理想；2.利用E8257D进行预研实验 基本可满足初期需求，但是不利于汞离子微波频标的闭环集成及小型化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供种用于汞离子微波频标的超低相位噪声的 毫米波频率源，用以解决目前汞离子微波频标的系统集成及小型化等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于汞离子微波频标的毫米波频率源，该频率源包括

参考信号输入接口；

第一锁相环路，基于外部信号源输入的10MHz参考信号，输出100MHz参 考信号；

第二锁相环路，基于第一锁相环路输出的10MHz参考信号，输出两路1GHz 参考信号；

谐波产生器，基于第一路1GHz参考信号，输出20GHz信号；

倍频器，基于第二路1GHz参考信号，输出2GHz信号；

直接数字频率合成器，将倍频器输出的2GHz作为参考信号，输出 507.34799MHz信号；

谐波混频器，将所述20GHz信号和所述507.34799MHz信号混频，输出带 宽为1MHz的40.50734799GHz信号。

优选的，所述第一锁相环路包括：

100MHz压控晶体振荡器，输出100MHz信号，或基于第一误差电压信号 输出100MHz参考信号；

第一分频器，对100MHz压控晶体振荡器输出的100MHz信号进行10分频 处理；

第一鉴相器，将分频后的100MHz信号与10MHz参考信号进行比较，输出 第一误差电压信号。

优选的，所述第二锁相环路包括：

1GHz压控声表振荡器，输出1GHz信号，或基于第二误差电压信号输出 1GHz参考信号；

第二分频器，对1GHz压控声表振荡器输出的1GHz信号进行分频处理；

第二鉴相器，将分频后的1GHz信号与100MHz参考信号进行比较，输出 第二误差电压信号。

优选的，该频率源进一步包括设置在谐波产生器和谐波混频器之间的放大 滤波模块。

优选的，该频率源进一步包括设置在谐波混频器输出端的滤波器。

优选的，该频率源进一步包括用于产生10MHz参考信号的恒温晶体振荡 器。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案优点在于：

1、分别通过锁相环路A和锁相环路B将10MHz恒温晶体振荡器、100MHz压 控晶体振荡器和1GMHz压控声表振荡器结合在一起，充分地利用了各个振荡器 在不同频偏处的相位噪声特性，使得毫米波频率源的输出信号具有最佳相噪。

2、汞离子微波频标毫米波频率源的相噪指标优于Agilent生产的E8257D。 输出信号为40.5GHz时，带宽1MHz，频偏1Hz处的相位噪声小于-42dBc/Hz，频 偏10Hz处的相位噪声小于-60dBc/Hz，频偏100Hz处的相位噪声小于-80dBc/Hz， 频偏1kHz处的相位噪声小于-103dBc/Hz，频偏10kHz处的相位噪声小于 -111dBc/Hz，频偏100kHz处的相位噪声小于-111dBc/Hz。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明所述一种用于汞离子微波频标的毫米波频率源的示意图。