СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАТОРА РАДИОДИАПАЗОНА С ПОМОЩЬЮ ГАЗОВЫХ ЯЧЕЕК Советский патент 1969 года по МПК H03L7/26 

Известны способы стабилизации частоты генератора радиодиапазона путем сравнения с более стабильными колебательными системами кванто-механичеекого типа.

По предложенному способу оптическую несущую, излучаемую оптическим квантовым генератором, модулируют частотой радиогенератора. Одну из боковых составляющих полученного спектра подстраивают к частоте линии поглощения одной газовой ячейки с помощью системы автоподстройки частоты, воздействующей на частоту радиогенератора. Частоту оптической несущей подстраивают к частоте поглощения другой газовой ячейки при помощи отдельной системы автоподстройки частоты, воздействующей на генератор оптической несущей. Это позволяет повысить стабильность частоты радиогенератора.

На чертеже приведена схема для осуществления предложенного способа.

Схема содержит газовый оптический квантовый генератор (ОКГ) 1, модулятор света 2, СВЧ-генератор 3 на 10 Ггц, питающий модулятор, пластинку 4 в λ, газовые ячейки 5 и 6 поглощения, генератор 7 на 400 гц для возбуждения магнитного поля, фазовый детектор 8 (автоподстройка частоты СВЧ-генератора, фазовый детектор 9 (автоподстройка частоты ОКГ), фотоэлектронные умножители (ФЭУ) 10 и 11, усилители 12 и 13, усилители постоянного тока 14 и 15, пьезоэлемент 16, управляющий зеркалом ОКГ, полупрозрачное зеркало 17 - расщепитель луча ОКГ и зеркало 18.

Газовый ОКГ 1 имеет частоту излучения порядка 10¹⁴ гц. Свет ОКГ модулируется с частотой около 10 Ггц в оптическом модуляторе 2, возбуждаемом СВЧ-генератором 3. Для устранения всяких возможных влияний нестабильностей модулятора (генератора возбуждения) на оптическую несущую частоту, часть излучения ОКГ можно отвести перед модулятором в сторону с помощью полупрозрачного зеркала 17 и полностью отражающего зеркала 18 и, таким образом, стабилизировать несущую независимо от модуляции.

Линейно поляризованное модулированное излучение происходит через пластинку 4 в λ и преобразуется в излучение с круговой поляризацией, что необходимо для образования частотного дискриминатора в газовой ячейке.

Ячейки 5 и 6 поглощения наполняются такими газами, чтобы разнос линий поглощения составлял порядка 10¹⁰ гц. Обе поглощающие ячейки помещаются в магнитное поле, направленное на оси ячеек. Переменное магнитное поле возбуждается генератором 7 на 400 гц. С этого же генератора снимаются опорные напряжения на фазовые детекторы 8 и 9.

На выходе каждой из поглощающих ячеек свет детектируется фотоэлектронными умножителями 10 и 11. С выходов ФЭУ и после усиления с помощью усилителей 12 и 13 сигналы напряжения поступают на соответствующие фазовые детекторы 8 и 9, где сравниваются с опорным сигналом от генератора на 400 гц. Сигнал ошибки с выхода фазового детектора 9 после усиления с помощью усилителя постоянного тока 15 управляет частотой ОКГ. Изменение частоты производится движением зеркала, резонатора, связанного с пьезоэлементом 16. Сигнал ошибки с выхода фазового детектора 8 после усиления с помощью усилителя постоянного тока 14 управляет частотой СВЧ-генератора 3. Ячейки поглощения выполняют роль селективных фазочувствительных дискриминаторов.

Способ стабилизации частоты генератора радиодиапазона с помощью газовых ячеек и систем автоподстройки частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты радиогенератора, оптическую несущую, излучаемую оптическим квантовым генератором, модулируют частотой радиогенератора и одну из баковых составляющих полученного спектра подстраивают к частоте линии поглощения одной газовой ячейки с помощью системы автоподстройки частоты, воздействующей на частоту радиогенератора, а частоту оптической несущей подстраивают к частоте поглощения другой газовой ячейки при помощи отдельной системы автоподстройки частоты, воздействующей на генератор оптической несущей.