[发明专利]微波类原子钟用的探测信号通用化产生装置

说明书

本发明提供了一种微波类原子钟用的探测信号通用化产生装置，包括：恒温压控晶振、时钟分配电路、DDS时钟产生电路、上变频本振电路、FPGA控制电路、DDS频率合成电路、程控衰减器以及后级π网络。恒温压控晶振输出晶振信号；时钟分配电路将晶振信号分配输出至DDS时钟产生电路、上变频本振电路及FPGA控制电路；上变频本振电路根据时钟信号产生本振信号；FPGA控制电路控制上变频本振电路、DDS频率合成电路及程控衰减器的参数；DDS频率合成电路接收DDS时钟产生电路产生的倍频时钟并产生预设时序的信号，预设时序信号与本振信号进行上混频后依次输出至程控衰减器及后级π网络，以调整馈入微波谐振腔的探测信号功率。

技术领域

本发明涉及宇航用原子钟类产品射频及数字电路领域，特别涉及一种微波类原子钟用的探测信号通用化产生装置。

背景技术

原子钟是建立时频系统的基础，而高精度的氢原子钟具有其它的时间频标所无法比拟的优良短、中期稳定度。近年来，原子钟在我国军事国防、通信、守时、电力以及测绘等领域应用广泛。随着航天技术日新月异的发展，原子钟的应用逐步从地面走向了外太空。具有代表意义的，在我国自主研发的北斗导航卫星系统中多种星载原子钟已经成功在轨应用，性能可靠稳定，对导航系统的定位精度有着举足轻重的作用，尤其是被动型星载氢原子钟的大量应用，对北斗系统的性能提升更加明显。

目前全球四大导航系统，GPS导航系统1973年开始建设，共24颗地球轨道卫星，配置铷钟和铯钟；GLONASS导航系统1976年开始建设，包括21颗工作卫星，早期配置铷钟、铯钟，后期配置铷钟以及氢钟；伽利略导航系统2002年启动建设，全球系统由24颗卫星组成，配置铷钟以及氢钟；我国自主研发的北斗导航系统全球组网卫星由30颗工作卫星组成，从四大系统的建设来看，星载氢原子钟是各导航系统星座的主力配置。

微波类的原子钟通常需要产生本地微波探测信号，该信号因为不同的原子钟方案会具有不同的信号形式。该探测信号在每个探测周期内以相同的形式周而复始持续输出。原子钟是具有高精度以及高稳定度的时间基准源，其系统特点是低噪声、高信噪比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波类原子钟用的探测信号通用化产生装置，以解决现有的不同的原子钟需要配备定制化的探测信号产生装置，且参数配置不够灵活、通用性不足的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种微波类原子钟用的探测信号通用化产生装置，包括：

恒温压控晶振、时钟分配电路、DDS时钟产生电路、上变频本振电路、FPGA控制电路、DDS频率合成电路、程控衰减器以及π网络

所述恒温压控晶振用于输出晶振信号；

所述时钟分配电路用于将所述晶振信号作为时钟信号分别分配输出至所述DDS时钟产生电路、上变频本振电路及FPGA控制电路；

所述上变频本振电路用于根据所述时钟信号产生本振信号；

所述FPGA控制电路用于控制所述上变频本振电路、DDS频率合成电路及程控衰减器的工作参数；

DDS频率合成电路，用于接收所述DDS时钟产生电路所产生的倍频时钟，并根据该倍频时钟产生预设时序的信号，所述预设时序的信号与所述本振信号进行上混频后依次输出至所述程控衰减器以及后级π网络，以调整馈入微波谐振腔的探测信号功率。

较佳地，所述恒温压控晶振输出的晶振信号频率为10MHz，所述晶振信号经过时钟分配，输出三路时钟信号作为装置的相参时钟。

较佳地，所述上变频本振电路为锁相环电路，所述锁相环电路包括锁相环芯片、环路滤波器以及晶体压控振荡器VCO。

较佳地，所述FPGA控制电路用于配置所述锁相环芯片的分频系数N1、N2，及设置所述锁相环电路的输出频率f_L。