基于参数优化 NLTL 的用于铯喷泉钟的低相位噪声微波频率合成器
原子物理
2022-04-19 v1
摘要
我们报道了用作铯喷泉钟本地振荡器的 9.1926 GHz 微波频率合成器的研制及其相位噪声性能。它基于从超低相位噪声 5 MHz 恒温晶体振荡器（OCXO）与 100 MHz 压控晶体振荡器（VCXO）进行的频率倍频与合成。倍频的关键部件是用作频率梳发生器的非线性传输线（NLTL）。通过仔细优化 NLTL 的输入功率、输入与输出阻抗，合成器的相位噪声得到改善。测得 9.1926 GHz 输出信号的绝对相位噪声在 1 Hz、10 Hz、100 Hz、1 kHz 与 10 kHz 频偏处分别为 -64 dBc/Hz、-83 dBc/Hz、-92 dBc/Hz、-117 dBc/Hz 与 -119 dBc/Hz。测得合成器的残余相位噪声在 1 Hz 频偏处为 -82 dBc/Hz。测量结果表明，1–100 Hz 频率范围内的绝对相位噪声主要受 OCXO 相位噪声限制。绝对相位噪声对喷泉钟短期频率稳定度的贡献经计算为 7.0x10^(-14)。测得合成器的残余频率稳定度为 1.5x10^(-14)，与由合成器残余相位噪声导致的计算频率稳定度一致。同时，我们在合成器中设计实现了干涉式微波开关以消除微波泄漏引起的频率偏移。测得开关消光比大于 50 dB。该方案中，我们仅使用市售元件构建了具有优异相位噪声性能、用于高性能铯喷泉钟的微波频率合成器。
引用
@article{arxiv.1802.02710,
title = {A low phase noise microwave frequency synthesizer based on parameters optimized NLTL for Cs fountain clock},
author = {Wenbing Li and Yuanbo Du and Hui Li and Zehuang Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.02710},
year = {2022}
}