[发明专利]一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统及方法

权利要求书

1.一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统，其特征是：包括依次连接的初始激励信号发生模块、多通道相参信号发生及调理模块、选通模块以及功率合成输出模块，选通模块用于控制多通道相参信号发生及调理模块每一个通道输出端的接通和断开，功率合成输出模块用于接收选通的通道信号，合成符合磁力仪的氦原子气室及其匹配电路工作要求的射频激励信号；

初始激励信号发生模块为恒温晶振信号发生电路，用于提供设定频率要求的原始射频激励信号；恒温晶振信号发生电路至少包括两路信号发生电路，每个信号发生电路的输出端连接初始信号选通开关，其中一路包括依次连接的第一恒温晶振、DDS信号发生电路、第一信号调理电路；另一路包括依次连接的第二恒温晶振和第二信号调理电路，所述第一信号调理电路和第二信号调理电路分别连接初始信号选通开关；

多通道相参信号发生及调理模块的具体结构为：包括功分模块，分别连接功分模块的多个信号调理通道；每个信号调理通道包括依次连接的多路相参信号前置放大模块、功率幅度调制器和相参信号功率放大模块；

功分模块：用于根据设定功率将激励信号分为至少两路相参的激励信号；

多路相参信号前置放大模块：用于按要求分别对各路相参信号放大；

功率幅度调制器：用于根据功率幅度控制信号，对各路相参的激励信号进行功率电平的调整；

相参信号功率放大模块：用于按照功率电平要求对各路相参的激励信号进行功率放大；

选通模块包括选通控制器，以及设置多通道相参信号发生及调理模块的各个通道输出端的选通开关，所述选通开关与选通控制器通信连接；

或者，所述选通开关为射频开关；

功率合成输出模块：用于实现多路相参信号的功率合成，功率合成输出模块包括依次连接的合成模块、信号分离模块和隔离保护模块；

合成模块：用于实现多路相参信号的功率合成；

信号分离模块：用于为反馈回路的功率采集终端提供表征输出激励信号功率电平的电平信号；

隔离保护模块用于隔离磁力仪端产生的高压冲击信号以及大功率反射信号；

或者，

隔离保护模块包括依次连接的高频双向瞬态电压抑制器、同轴型隔离器和同轴型高压保护器，所述高频双向瞬态电压抑制器、同轴型隔离器的连接点连接信号分离模块的输出端。

2.如权利要求1所述的一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统，其特征是：还包括反馈控制回路，所述反馈控制回路分别连接功率合成输出模块以及多通道相参信号发生及调理模块，所述反馈控制回路用于采集输出射频激励信号的功率，实时控制多通道相参信号发生及调理模块的信号调理实现相应补偿。

3.如权利要求2所述的一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统，其特征是：所述反馈控制回路包括依次连接的功率采集终端、功率电平比较器以及功率幅度控制器，所述功率采集终端连接功率合成输出模块用于采集输出激励信号的功率，功率幅度控制器连接多通道相参信号发生及调理模块，功率电平比较器用于将采集的输出信号功率电平与预先设定值进行比较，功率幅度控制器用于接收功率电平比较器输出的信号差值并根据差值生成相应的控制信号并传输至多通道相参信号发生及调理模块。

4.如权利要求1所述的一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统，其特征是：多通道相参信号发生及调理模块的通道数设置为两路，分别用于提供两路相参信号，在两路相参信号中设置其中一路激励信号的输出功率较大，以通过信号合成符合氦原子受激激发的激励信号的功率要求，设置另一路激励信号的输出功率较小，以符合氦光泵磁力仪低静态噪声稳态工作的激励信号的功率要求。

5.一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生方法，其特征是，所述方法执行上述权利要求1-4任一所述的系统的步骤，包括如下步骤：

获取初始射频激励信号；

将初始射频信号分为多通路相位一致的相参信号；

根据设定的输出信号的功率要求，调整其中部分通路的相参信号的幅值或者控制其中部分通路的通断；

将所有通路的相参信号合成，获得符合设定功率的射频激励信号并输出；

还包括反馈控制的步骤，具体如下：

获取输出的射频激励信号的实际输出功率；

将获取的实际输出功率数据与设定的输出信号的功率要求比较，获得二者比较的差值；

进行PID运算，获得调整指令，根据调整指令调整其中部分通路的相参信号的幅值或者控制其中部分通路的通断。