[发明专利]量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路及方法

权利要求书

1.一种量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路，其特征在于，包括待测射频激励单元、定向耦合器、双通道微波功率计、第一热电偶功率探头、第二热电偶功率探头和终端控制器，所述待测射频激励单元发出待测射频信号并发送到定向耦合器，所述定向耦合器将待测射频信号分成两路，一路通过衰减器作用到负载，另一路通过第一热电偶功率探头与双通道微波功率计连接，用于实现待测射频信号的功率探测和数据采集；所述第二热电偶功率探头的一端与双通道微波功率计的校准源端口连接，另一端与双通道微波功率计的功率测试端口连接，用于同步进行校准源信号的功率电平测试，并将得到的校准源测试数据发送给终端控制器；所述终端控制器与双通道微波功率计通信连接，用于根据第一热电偶功率探头、第二热电偶功率探头和双通道微波功率计采集到的数据进行待测射频信号的时域输出功率相对稳定度的表征。

2.如权利要求1所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路，其特征在于，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与终端控制器通信连接，用于测试待测射频激励单元、定向耦合器、双通道微波功率计、第一热电偶功率探头和第二热电偶功率探头所处区域的温湿度数据并实时传输给终端控制器。

3.如权利要求1所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路，所述第一热电偶功率探头和第二热电偶功率探头为同型号的热电偶功率探头。

4.如权利要求1所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路，其特征在于，所述终端控制器与待测射频激励单元通信连接，用于监测待测射频激励单元的实时工作状态。

5.如权利要求1-4任一项所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路所实现的一种量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试方法，其特征在于，步骤如下：

实时采集待测射频信号的功率测量值，采用阿伦方差进行时域输出功率相对稳定度的表征；

实时采集待测射频激励单元所处环境的温湿度信号和校准源测试数据，将由于测试仪器设备自身稳定性以及受环境影响的不稳定因素进行量化和评估；

将不稳定因素的量化值从通过待测射频信号测试数据得到的表征结果中去除，获得更为有效的测试评估结果。

6.如权利要求5所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试方法，其特征在于，所述阿伦方差为：

式中τ为最终应用所需的性能评估取样时间；x_i+1、x_i为两个相邻采样时间段内相对平均功率偏差的实际测量值；m为测量组数，每两次取样测量为一组，得出一个差值，且两次测量之间无间隙。

7.如权利要求5所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试方法，其特征在于，实时采集待测射频激励单元所处环境的温湿度信号和校准源测试数据，并与测试过程进行时序同步，建立“待测射频信号测试数据-校准源测试数据-时间-环境状态”的多维度数据映射关系。

8.如权利要求5所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试方法，其特征在于，采用定向耦合器将信号分为两路，定向耦合器的耦合度根据待测射频信号的功率电平状态进行选择和配置，使得到达热电偶功率探头的信号功率电平接近0dBm。

9.如权利要求5所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试方法，其特征在于，采用双通道微波功率计进行待测射频信号的功率测试，将热电偶功率探头接在校准源端口，同步进行校准源信号的功率电平测试，所述校准源信号的功率电平标准值为0dBm。

10.一种射频信号发生装置，其特征在于，所述信号发生装置集成应用于激光泵浦氦原子磁力仪中，包括权利要求1-4任一项所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路；

或，所述信号发生装置集成应用于激光泵浦氦原子磁力仪中，利用权利要求5-9任一项所述的量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试方法。