一种用于汞离子微波频标的毫米波频率源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种毫米波频率源，特别是涉及一种用于汞离子微波频标的毫米波频率源。
【背景技术】
[0002]汞离子微波频标是一种新型频标，采用了不同于氢、铷、铯等传统原子频标的全新工作原理。其具有基本不受实物粒子和外场的扰动，运动效应小和量子态相干时间长等内在特点，谱线宽度极窄，各种频移很小。汞离子微波频标具有以上优点的原因之一是汞离子的超精细分裂较大，为40.50734799GHz，频率高，Q值大，对磁场变化不敏感。40.50734799GHz低相噪毫米波频率源的研制成为汞离子微波频标的最关键技术之一。
[0003]目前国内进行汞离子微波频标的研究时，一般采用Agilent生产的E8257D进行微波探测实验，这存在以下问题:1.Agilent公司的E8257D是一个宽带微波源，因此在40.5GHz附近的相噪不是太理想；2.利用E8257D进行预研实验基本可满足初期需求，但是不利于汞离子微波频标的闭环集成及小型化。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供种用于汞离子微波频标的超低相位噪声的毫米波频率源，用以解决目前汞离子微波频标的系统集成及小型化等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:
[0006]—种用于汞离子微波频标的毫米波频率源，该频率源包括
[0007]参考信号输入接口；
[0008]第一锁相环路，基于外部信号源输入的1MHz参考信号，输出10MHz参考信号；
[0009]第二锁相环路，基于第一锁相环路输出的1MHz参考信号，输出两路IGHz参考信号；
[0010]谐波产生器，基于第一路IGHz参考信号，输出20GHz信号；
[0011]倍频器，基于第二路IGHz参考信号，输出2GHz信号；
[0012]直接数字频率合成器，将倍频器输出的2GHz作为参考信号，输出507.34799MHz信号；
[0013]谐波混频器，将所述20GHz信号和所述507.34799MHz信号混频，输出带宽为IMHz的40.50734799GHz 信号。
[0014]优选的，所述第一锁相环路包括:
[0015]10MHz压控晶体振荡器，输出10MHz信号，或基于第一误差电压信号输出10MHz
参考信号；
[0016]第一分频器，对10MHz压控晶体振荡器输出的10MHz信号进行10分频处理；
[0017]第一鉴相器，将分频后的10MHz信号与1MHz参考信号进行比较，输出第一误差电压信号。
[0018]优选的，所述第二锁相环路包括:
[0019]IGHz压控声表振荡器，输出IGHz信号，或基于第二误差电压信号输出IGHz参考信号；
[0020]第二分频器，对IGHz压控声表振荡器输出的IGHz信号进行分频处理；
[0021]第二鉴相器，将分频后的IGHz信号与10MHz参考信号进行比较，输出第二误差电压信号。
[0022]优选的，该频率源进一步包括设置在谐波产生器和谐波混频器之间的放大滤波模块。
[0023]优选的，该频率源进一步包括设置在谐波混频器输出端的滤波器。
[0024]优选的，该频率源进一步包括用于产生1MHz参考信号的恒温晶体振荡器。
[0025]本发明的有益效果如下:
[0026]本发明所述技术方案优点在于:
[0027]1、分别通过锁相环路A和锁相环路B将1MHz恒温晶体振荡器、10MHz压控晶体振荡器和IGMHz压控声表振荡器结合在一起，充分地利用了各个振荡器在不同频偏处的相位噪声特性，使得毫米波频率源的输出信号具有最佳相噪。
[0028]2、汞离子微波频标毫米波频率源的相噪指标优于Agilent生产的E8257D。输出信号为40.5GHz时，带宽IMHz，频偏IHz处的相位噪声小于-42dBc/Hz，频偏1Hz处的相位噪声小于-60dBc/Hz，频偏10Hz处的相位噪声小于-80dBc/Hz，频偏IkHz处的相位噪声小于-103dBc/Hz，频偏1kHz处的相位噪声小于-11 ldBc/Hz，频偏10kHz处的相位噪声小于-llldBc/Hzo
【附图说明】
[0029]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明；
[0030]图1示出本发明所述一种用于汞离子微波频标的毫米波频率源的示意图。
[0031 ] 附图标号
[0032]1、1MHz恒温晶体振荡器，2、第一鉴相器，3、10MHz压控晶体振荡器，4、第一分频器，5、第一锁相环路，6、第二鉴相器，7、lGHz压控声表振荡器，8、第二分频器，9、第二锁相环路，10、谐波产生器，11、放大滤波模块，12、谐波混频器，13、滤波器，14、倍频器，15、直接数字频率合成器DDS，
【具体实施方式】
[0033]为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0034]如图1所示，本发明公开了一种用于汞离子微波频标的毫米波频率源，该频率源包括参考信号输入接口、第一锁相环路5、第二锁相环路9、谐波产生器10、倍频器15、直接数字频率合成器15和谐波混频器12。本方案中，所述第一锁相环路5基于外部信号源输入的1MHz参考信号，输出10MHz参考信号的;所述第一锁相环路5包括:输出10MHz信号，或基于第一误差电压信号输出10MHz参考信号的10MHz压控晶体振荡器1、对10MHz压控晶体振荡器输出的10MHz信号进行分频处理的第一分频器4和将分频后的10MHz信号与1MHz参考信号进行比较，输出第一误差电压信号的第一鉴相器2。所述第二锁相环路9基于第一锁相环路输出的1MHz参考信号，输出两路IGHz参考信号；所述第二锁相环路9包括:输出IGHz信号，或基于第二误差电压信号输出IGHz参考信号的IGHz压控声表振荡器7、对IGHz压控声表振荡器输出的IGHz信号进行分频处理的第二分频器8和将分频后的IGHz信号与10MHz参考信号进行比较，输出第二误差电压信号的第二鉴相器6。本发明进一步设置有用于产生1MHz参考信号的恒温晶体振荡器与所述参考信号输入接口连接，为毫米波频率源提供1MHz参考信号；该1MHz参考信号分别通过第一锁相环路和第二锁相环路后，输出两路IGHz参考信号；谐波产生器基于第一路IGHz参考信号，输出20GHz信号；倍频器基于第二路IGHz参考信号，输出2GHz信号，直接数字频率合成器将倍频器输出的2GHz作为参考信号，输出507.34799MHz信号；最后，谐波混频器将所述20GHz信号和所述507.34799MHz信号混频，输出带宽为