[发明专利]一种蓝宝石微波频率源和控制方法

权利要求书

1.一种蓝宝石微波频率源，用于在室温下产生超高稳定度及低噪声的微波信号，其特征在于，包括真空罐、氦气液化器、液氦池、液氦导流管、热板、蓝宝石微波腔；

所述真空罐内部为封闭真空区；

所述液氦导流管从所述真空罐的顶端穿过并与所述真空罐焊接在一起，一端与所述氦气液化器连接，另一端与所述液氦池连接；

所述氦气液化器位于所述真空罐的外部；

所述液氦池位于所述真空罐的内部；

所述氦气液化器、液氦池、液氦导流管形成封闭空间；

所述热板固定在所述液氦池下方，与所述液氦池有热接触；

所述蓝宝石微波腔固定在所述热板下方，与所述热板有热接触；

所述蓝宝石微波频率源还包括输入微波接口、输出微波接口、电控真空法兰接口、隔离器、滤波器、压控移相器、手动移相器、放大器、外部定向耦合器、压控衰减器，用于对所述蓝宝石微波腔进行激励和控制；

所述输入、输出微波接口分别固定于所述蓝宝石微波腔两端，用于输入和输出信号；

所述电控真空法兰接口、隔离器、滤波器、压控移相器、手动移相器、放大器、外部定向耦合器、压控衰减器均位于所述真空罐外部；

所述电控真空法兰接口固定在所述真空罐外壁上，且保持所述真空罐的密封性，所述真空罐内部与外部电控线缆通过所述电控真空法兰接口连接，所述电控真空法兰接口上设有出腔埠、入腔埠；

所述隔离器用于传递所述蓝宝石微波腔产生的谐振信号；

所述滤波器用于从所述隔离器输出的谐振信号中滤波；

所述压控移相器接收滤波后的谐振信号；

所述手动移相器接收所述压控移相器输出的信号；

所述放大器用于对所述手动移相器输出的信号进行幅度放大；

所述外部定向耦合器接收所述放大器输出的信号，并输出微波输出信号；

所述压控衰减器接收所述外部定向耦合器输出的信号；

所述压控衰减器输出的信号通过所述输入微波接口传递给所述蓝宝石微波腔；

所述蓝宝石微波频率源还包含相位控制电路和或幅度控制电路；

所述相位控制电路包括相位锁定端口、微波环形器、相位功率探测器、信号发生器、锁相电路模块、积分器电路模块，均位于所述真空罐外部，用于对所述蓝宝石微波频率源由于外部温度引起的相位波动进行控制；

所述相位锁定端口位于所述电控真空法兰接口上；

所述微波环形器通过所述入腔埠接收所述压控衰减器输出的信号，并输出两路信号，其中一路通过所述输入微波接口传递给所述蓝宝石微波腔；

所述相位功率探测器接收所述微波环形器输出的另一路信号，并输出相位功率信号；

所述信号发生器产生两路相同的调制信号，分别为移相调制信号、锁相调制信号；

所述锁相电路模块接收所述锁相调制信号作为参考信号，与通过所述相位锁定端口接收的所述相位功率信号进行鉴相，输出鉴相信号；

所述积分器电路模块接收所述鉴相信号，输出积分信号；

所述压控移相器根据接收到的所述移相调制信号、所述积分信号，对所述压控移相器输出的压控移相信号进行相位调节；

所述幅度控制电路包括幅度稳定端口、罐内定向耦合器、幅度功率探测器、幅度控制电路模块，均位于所述真空罐外部，用于对所述蓝宝石微波频率源由于外部温度引起的幅度波动进行控制；

所述幅度稳定端口位于所述电控真空法兰接口上；

所述罐内定向耦合器通过所述入腔埠接收所述压控衰减器输出的所述信号，并输出两路信号，其中一路通过所述输入微波接口传递给所述蓝宝石微波腔；

所述幅度功率探测器接收所述罐内定向耦合器输出的另一路信号，并输出幅度功率信号；

所述幅度控制电路模块通过所述幅度稳定端口接收所述幅度功率信号，并输出幅度控制信号；

所述压控衰减器接收所述幅度控制信号，并对输出的所述信号进行幅度调节。

2.如权利要求1所述的一种蓝宝石微波频率源，其特征在于，还包括冷屏，所述冷屏位于所述真空罐内部，固定在所述液氦导流管上，与所述液氦导流管有热接触。