用于銣鐘的圓柱形波導微波腔制造技術

本發明專利技術公開了一種用于銣鐘的小型圓柱形波導微波腔，屬于電子技術領域。本發明專利技術包括呈圓柱體且上端面開口的波導管（2）、設置在該波導管（2）圓柱體內的原子吸收泡（3）、設置在該波導管（2）槽的開口位置的光電組件（1），該波導管（2）上部側面還水平設置有與其活動連接的金屬調節螺桿（4），且該波導管底部中間還設置有通光孔（5）。通過以上設置，本發明專利技術克服了現有的微波腔無法同時滿足體積小、結構簡單可批量生產、精確度高、能有效抑制微波泄漏幾個原則的缺陷，且無介質填充，結構簡單，微波腔外形尺寸和腔內原子吸收泡尺寸的加工精度要求低，裝配調試簡單，有利于銣鐘批量生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種波導微波腔，具體地說，涉及一種用于銣鐘的圓柱形波導微波腔。
技術介紹
銣鐘是原子鐘的一種，原子鐘是以原子躍遷譜線頻率作為計量基準，是提供標準頻率和時間的儀器設備。銣鐘作為原子鐘的一種，與其他原子鐘相比，具有體積小、重量輕、功耗低的特點，是目前應用最廣泛的原子鐘。銣鐘的基本原理是，鎖定壓控晶振輸出頻率經倍頻器倍頻到銣原子躍遷頻率6. SG微波頻率信號后饋入原子吸收泡與原子發生共振作用而輸出鑒頻信號，再經同步檢波、濾波后得到直流誤差信號去鎖定壓控晶振，使晶振的輸出與原子躍遷頻率一樣穩定的標準頻率。因此將6. SG微波頻率信號高效地饋入原子吸收泡是設計銣鐘的關鍵技術之一。現有的傳統的方案是將原子吸收泡放置于一個微波腔內，再將6. SG微波頻率信號饋入微波腔形成諧振的駐波場而實現與原子吸收泡內的原子鐘共振作用。由于微波腔內放置有原子吸收泡，是原子與電子線路系統發生相互作用的地方，一般要求微波腔諧振在6. SG的原子躍遷頻率，因而微波腔成為銣鐘體積最大的部件。要實現6. SG的微波諧振腔，這個諧振腔的尺寸以及腔內部件必須要滿足諧振要求。近年來，小型化成為銣鐘發展的重要方向，微波腔作為銣鐘體積最大的部件，微波腔的小型化也就成為研究和設計的重點內容。銣鐘的科技工作者在微波腔小型化方面陸續取得了一些進展。目前比較先進的微波腔仍然存在一些缺陷體積較小的微波腔結構復雜、加工制造困難；易于加工制造的微波腔耦合效率較低，對微波腔的制造精度要求非常高，不利于批量生產；精度較高的微波腔轉動耦合環時調試比較困難，而且微波泄漏嚴重，不利于批量調試生產。
技術實現思路
本專利技術提供一種用于銣鐘的圓柱形波導微波腔，目的在于克服現有的微波腔無法同時滿足體積小、結構簡單且可批量生產、精確度高、能有效抑制微波泄漏的缺陷。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下 用于銣鐘的圓柱形波導微波腔，包括呈圓柱狀且上端面開口、呈槽形的波導管、設置在該波導管圓柱體內的原子吸收泡、設置在該波導管開口位置的光電組件，該波導管上部側面還水平設置有與其活動連接的金屬調節螺桿，且該波導管底部中間還設置有通光孔。為了準確調節微波功率，所述金屬調節螺桿與波導管螺紋連接。為了精確實現光電組件的功能，所述光電組件包括上端面開口的呈空心圓柱狀的腔端蓋，穿過該腔端蓋下端面的穿芯電容，設置在腔端蓋的腔體內用于產生微波頻率信號的階躍二極管，設置于腔端蓋腔體內、位于階躍二極管與穿芯電容之間的光電池，以及設置在腔端蓋下端面上方、且與該腔端蓋下端面平行的呈半圓形的耦合環，該耦合環分別與階躍二極管和穿芯電容相連。為了固定耦合環，所述階躍二極管與腔端蓋下端面相垂直，同時階躍二極管與穿芯電容設置在腔端蓋腔體內同一條直徑方向上。進一步的，所述耦合環的直徑的兩端分別與穿芯電容和階躍二極管相連。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果 (I)本專利技術相比現有技術來講，由光電組件和波導管組成外圍部分的波導微波腔體積小，并且在該波導管內設置有吸收泡，只要饋入的微波足夠強，腔的尺寸可以遠遠小于諧波微波腔和現有技術中波導腔體的尺寸；同時本專利技術采用的是半圓形的耦合環，相比起傳統技術中采用U形的耦合環來講，半圓形耦合環的微波功率更大、耦合效率更高，可進一步地減小波導管的尺寸。(2)本專利技術于采用波導管組成的波導腔，腔體內的微波以特定的行波模式傳輸，不需要傳統小型微波腔所需要的介質環，腔體內只有容納原子的原子吸收泡以及調諧微波最佳功率的金屬調節螺桿，因此本專利技術結構簡單、易于加工和調試，非常適合批量生產。(3)本專利技術在光電組件上設計了專門阻止微波反向輻射的穿芯電容，可有效地抑制微波泄漏及引起的電池干擾。(4)本專利技術由于波導管尺寸足夠小，因此所需加熱功率同比減少，這使得銣鐘整機的跟隨減小，有利于銣鐘應用于有低功耗要求的工程領域。附圖說明圖1為本專利技術的剖面結構示意圖。圖2為本專利技術中光電組件的立體結構示意圖。其中，附圖標記對應的部件名稱為 I一光電組件，2一波導管，3一吸收泡，4一金屬調節螺桿，5一通光孔，6一腔端蓋，7一穿芯電容，8—階躍二極管，9 一光電池，10 一I禹合環。具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本專利技術作進一步說明，本專利技術的實施方式包括但不限于下列實施例。實施例微波腔作為銣鐘的核心技術之一，是當今銣鐘研究和設計的重點內容，因此許多種類的微波腔應運而生，主要包括以下幾種 (1)微波腔的腔體呈方形，因此在放置常用的吸收泡時接觸面小，這樣導致該種微波腔不僅體積過大、同時機械性能差，所需加熱功率大； (2)微波腔中的耦合環采用U形結構的電耦合設計，這種結構的耦合環耦合效率較低，同時對部件加工制造精度要求非常高，不利于批量生產； (3)將節約倍頻的二極管、耦合環通過微波腔側面開孔插入微波腔，并通過轉動耦合環的方向調諧微波腔，這使得腔體頻率調試較困難、微波泄漏嚴重，同時產品電磁兼容性也存在問題。因此現有微波腔普遍存在各種問題，沒有一種微波腔能同時滿足體積小、結構簡單可批量生產、能有效抑制微波泄漏這幾個原則。為了克服上述缺陷，本實施例提供一種用于銣鐘的圓柱形波導微波腔，整體結構呈圓柱形，圖1為本專利技術的剖面結構示意圖。其中本專利技術包括 波導管2,長度優選20mm 25mm,內徑優選12mm 18mm,該波導管呈圓柱體且上端開n ； 波導管圍成的腔體內塞有吸收泡3，吸收泡內充制有堿金屬和惰性氣體；為了抑制原子多普勒效應導致的譜線增寬； 本專利技術中的波導管在圓柱體下端面開有通光孔5，為了使抽運光與吸收泡內堿金屬的原子相互作用；通光孔根據銣光譜燈大小決定，本實施例中其直徑大小優選3_ 5_ ; 為了調節微波功率，該圓柱體上端面螺紋連接有金屬調節螺桿4，當調節到最佳位置時用螺紋緊固劑粘牢； 在該圓柱體上端面、金屬調節螺桿上還設置有光電組件I。如圖2所示，光電組件包括 呈圓柱形且上端開口的腔端蓋6 ; 用硅膠粘接在腔端蓋下端面上部的光電池9，其正、負極引線從腔端蓋內壁所開的小通孔引出焊接在銣鐘電路上； 設置在腔端蓋下端面上部、產生與原子相互作用的6. SG微波信號的階躍二極管8，該階躍二極管與腔端蓋下端面垂直，用焊錫焊接在腔端蓋下端面上； 穿過腔端蓋下端面并與其用螺紋固定的穿芯電容7，穿芯電容和階躍二極管位于由腔端蓋組成的腔體內部的部分一一是在以腔端蓋下端面圓心為圓心的同一直徑上，以該直徑所組成的半圓形上設置有耦合環10。光電組件從波導管的上端面塞入，并以正向或反向旋轉微調微波功率，當該半圓形的耦合環直徑方向與金屬調節螺桿大約平行時用焊錫將光電組件與波導管焊接為一體。同時整個圓柱形微波腔用一個套在外面的輔助加熱筒進行加熱恒溫，該加熱筒作為輔助部分對大小形狀等無特殊要求，因此未在附圖中畫出。按照上述實施例，便可很好的實現本專利技術。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于銣鐘的圓柱形波導微波腔，其特征在于，包括呈圓柱狀且上端面開口、呈槽形的波導管（2）、設置在該波導管（2）圓柱體內的原子吸收泡（3）、設置在該波導管（2）開口位置的光電組件（1），該波導管（2）上部側面還水平設置有與其活動連接的金屬調節螺桿（4），且該波導管底部中間還設置有通光孔（5）。

【技術特征摘要】
1.用于銣鐘的圓柱形波導微波腔，其特征在于，包括呈圓柱狀且上端面開口、呈槽形的波導管(2)、設置在該波導管(2)圓柱體內的原子吸收泡(3)、設置在該波導管(2)開口位置的光電組件(1)，該波導管(2)上部側面還水平設置有與其活動連接的金屬調節螺桿(4)，且該波導管底部中間還設置有通光孔(5 )。2.根據權利要求1所述的用于銣鐘的圓柱形波導微波腔，其特征在于，所述金屬調節螺桿(4)與波導管(2)螺紋連接。3.根據權利要求2所述的用于銣鐘的圓柱形波導微波腔，其特征在于，所述光電組件(I)包括上端面開口的呈空心圓柱狀的腔端蓋(6)，穿過該腔端蓋(6)下端面的穿芯電容(7)，設置在腔端蓋(6)的腔體內用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹遠洪，
申請(專利權)人：成都天奧電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：