一種高性能小型化銣鐘的研制

劉勇軍,項俊騏,胡俊強,杜潤昌,楊 林

(成都天奧電子股份有限公司,成都 611731)

一種高性能小型化銣鐘的研制

劉勇軍,項俊騏,胡俊強,杜潤昌,楊 林

(成都天奧電子股份有限公司,成都 611731)

為滿足未來微小衛(wèi)星等空間應(yīng)用對銣原子鐘小型化、高指標的要求,成都天奧電子股份有限公司采用陶瓷填充諧振腔、6.8GHz鎖相倍頻、數(shù)字溫控等技術(shù),研制出了一種體積約300mL的微小衛(wèi)星星載銣鐘原型樣機。經(jīng)初步測試,常溫常壓下該銣鐘秒穩(wěn)定度優(yōu)于3×10-12,萬秒穩(wěn)定度優(yōu)于1×10-13;在真空條件下天穩(wěn)定度優(yōu)于5×10-14,天漂移率優(yōu)于5×10-13。同時給出了設(shè)計方法及環(huán)境試驗的結(jié)果。

小型化銣鐘; 高性能

0 引言

近年來,銣原子頻標(銣鐘)在國防科技領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多。在星載應(yīng)用方面,目前銣鐘主要應(yīng)用于各衛(wèi)星導航系統(tǒng)。銣鐘相比銫鐘、氫鐘等具有體積小、質(zhì)量小、功耗低的優(yōu)勢。GPS Block IIR及IIF的星載銣鐘表現(xiàn)了優(yōu)秀的地面及在軌性能[1-2]。在微小衛(wèi)星的應(yīng)用中,要求頻率源的體積小、功耗低,技術(shù)指標能達到星載應(yīng)用對頻率源的要求,保證衛(wèi)星集群的整體性能。目前成熟應(yīng)用于導航衛(wèi)星系統(tǒng)的星載銣鐘的體積和功耗均較大,難以應(yīng)用于微小衛(wèi)星中,這就需要有一種比現(xiàn)有星載銣鐘體積小、功耗低,技術(shù)指標略低的銣鐘。

1 技術(shù)研究方案及主要特點

1.1 量子物理系統(tǒng)設(shè)計

為了適應(yīng)微小衛(wèi)星對于星載銣鐘的性能要求,量子物理系統(tǒng)在小型化的同時需要保證合適的線寬和足夠高的信噪比。目前在公開報道的文獻中使用集成濾光方案的銣鐘尚未發(fā)現(xiàn)有秒穩(wěn)定度達到5×10-12的例子,基于這種需求,量子物理系統(tǒng)仍然采用分離濾光方案。……