[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

说明书

本公开提出了一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统及方法，系统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。将相参信号发生模块设置为多通道，能够实现其中部分通道相参信号的调整，不影响不进行调整的通道信号，能够提供适应输出射频激励信号功率状态改变而不间断连续激励，最大限度地满足各种原子激光泵浦技术的磁力仪的激励信号提供，实现磁力仪的高稳定性、高测量灵敏度。

技术领域

本公开涉及微波测试相关技术领域，具体的说，是涉及一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

随着新一代信息技术与装备应用的快速发展，在高精密磁场测量设备中，基于氦原子激光泵浦技术的磁力仪具有优异的灵敏度和长期稳定性等特性，得到越来越广泛的应用，射频激励信号是基于氦原子激光泵浦技术的磁力仪应用的关键制约因素,射频激励信号能够决定和保持氦原子受激处于亚稳态动态平衡以及控制受激氦原子数量规模，进而影响氦原子运动速度分布和对激光吸收强弱，而氦原子受激处于亚稳态动态平衡以及对激光的吸收强弱状态又直接决定着磁力仪测量灵敏度及静态噪声的性能水平。

现有技术中，通常采用通用射频信号发生设备结合外部功率放大器等器件的方式，实现对氦原子受激处于亚稳态动态平衡的控制与保持，以及对受激氦原子数量规模的控制，在实验室中通常采用上述方式对基于氦原子激光泵浦技术体制的磁力仪进行技术原理验证，不满足实际推广应用的要求。发明人发现，通用射频信号发生设备结合外部功率放大器及测试附件的传统方法，存在如下不足：

(1)通用射频信号发生设备及外部功率放大器等通常为通用测试设备，体积相对较大，不能满足所支撑氦原子激光泵浦技术体制磁力仪的实际应用及设备集成开发。

(2)通用射频信号发生设备结合外部功率放大器及测试附件的传统方法，输出功率较大使得受激氦原子数量规模较大，导致由于功率展宽使得氦原子受激对激光的吸收强度受到影响，进而使得氦光泵磁力仪的静态噪声和测量灵敏度性能下降；如果通过内部衰减器或调制器降低输出功率的过程存在激励信号瞬态间断问题，会引发氦原子受激状态改变而需要重新激发，无法满足氦光泵磁力仪技术集成应用。

(3)传统方法中通用射频信号发生设备不具备与氦光泵磁力仪系统实现协同工作的功能。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统及方法，能够提供适应输出射频激励信号功率状态改变而不间断的连续激励，最大限度地满足各种原子激光泵浦技术的磁力仪的激励信号提供，实现磁力仪的高稳定性、高测量灵敏度。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生系统，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。

一个或多个实施例提供了一种适用于氦光泵磁力仪的射频信号发生方法，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。