JP2627504B2 - 空胴共振器の周波数制御システム - Google Patents
空胴共振器の周波数制御システムInfo
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- JP2627504B2 JP2627504B2 JP9383987A JP9383987A JP2627504B2 JP 2627504 B2 JP2627504 B2 JP 2627504B2 JP 9383987 A JP9383987 A JP 9383987A JP 9383987 A JP9383987 A JP 9383987A JP 2627504 B2 JP2627504 B2 JP 2627504B2
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- resonator
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- cavity resonator
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水素メーザ周波数標準器に係り，特に水素
メーザ発振周波数を水素原子固有の共鳴周波数に一致さ
せるため共振器周波数を自動的に制御する自動同調シス
テムに係り，該共振器周波数変動を該自動同調システム
における電子制御系と温度制御系の時定数の違いに合わ
せ，前記共振器周波数の基準値からの偏差値を検出し、
その検出結果に基づき，前記電子制御系と温度制御系を
制御することにより、該共振器周波数を精度高く制御す
る空胴共振器の周波数制御システムに関するものであ
る。
メーザ発振周波数を水素原子固有の共鳴周波数に一致さ
せるため共振器周波数を自動的に制御する自動同調シス
テムに係り，該共振器周波数変動を該自動同調システム
における電子制御系と温度制御系の時定数の違いに合わ
せ，前記共振器周波数の基準値からの偏差値を検出し、
その検出結果に基づき，前記電子制御系と温度制御系を
制御することにより、該共振器周波数を精度高く制御す
る空胴共振器の周波数制御システムに関するものであ
る。
水素メーザ周波数標準器は、周波数確度がセシューム
（Cs）原子ビーム周波数標準器より劣っているが，周波
数安定度は現用の周波数標準器の中でも最も優れてい
る。そのため、VLBI（超長基線電波干渉計），深宇宙人
工衛星の追跡用などの高安定周波数信号源として必須の
機器となっている。
（Cs）原子ビーム周波数標準器より劣っているが，周波
数安定度は現用の周波数標準器の中でも最も優れてい
る。そのため、VLBI（超長基線電波干渉計），深宇宙人
工衛星の追跡用などの高安定周波数信号源として必須の
機器となっている。
しかるに，このような最先端の技術分野では，水素メ
ーザ周波数標準器（以下，単に「水素メーザー」とい
う。）の周波数安定度が高ければ高いほど測定精度が向
上するため，周波数安定度の向上が強く要望されてい
る。また、水素メーザ標準器の出力周波数の正確さも併
せ重要なことから水素メーザ共振周波数の調整改善も要
望されている。
ーザ周波数標準器（以下，単に「水素メーザー」とい
う。）の周波数安定度が高ければ高いほど測定精度が向
上するため，周波数安定度の向上が強く要望されてい
る。また、水素メーザ標準器の出力周波数の正確さも併
せ重要なことから水素メーザ共振周波数の調整改善も要
望されている。
以下、かかる水素メーザの概要と，共振器同調法とそ
のシステムによる共振周波数制御，メーザ発振周波数安
定度の問題につき、第２図に示した従来の水素メーザ本
体の模式図により説明する。
のシステムによる共振周波数制御，メーザ発振周波数安
定度の問題につき、第２図に示した従来の水素メーザ本
体の模式図により説明する。
９は水素分子が供給されている放電管、10は放電管内
の水素分子を解離し，水素原子とするための放電用高周
波発振器、11は解離された水素原子の中からエネルギー
準位の高い水素原子を選別するための準位選別マグネッ
ト、12は水素ビーム流量を調整するビーム・シャッタ、
13は注入された水素原子を蓄積するための内面をテフロ
ンで被膜した水素蓄積球、14は空胴共振器、15は該空胴
共振器14の温度を制御するための温度制御用ヒータ、16
は静磁場を与えるソレノイドコイル円筒、17は外部磁場
の影響を遮蔽するための磁気シールド、18は真空ベルジ
ャー、19は共振周波数をセンシングするための入力用ル
ープアンテナ、20は前記空胴共振器14内の発振出力を取
り出すための出力用ループアンテナ、21イオンポンプを
示す。
の水素分子を解離し，水素原子とするための放電用高周
波発振器、11は解離された水素原子の中からエネルギー
準位の高い水素原子を選別するための準位選別マグネッ
ト、12は水素ビーム流量を調整するビーム・シャッタ、
13は注入された水素原子を蓄積するための内面をテフロ
ンで被膜した水素蓄積球、14は空胴共振器、15は該空胴
共振器14の温度を制御するための温度制御用ヒータ、16
は静磁場を与えるソレノイドコイル円筒、17は外部磁場
の影響を遮蔽するための磁気シールド、18は真空ベルジ
ャー、19は共振周波数をセンシングするための入力用ル
ープアンテナ、20は前記空胴共振器14内の発振出力を取
り出すための出力用ループアンテナ、21イオンポンプを
示す。
かかる構造からなる従来の水素メーザの水素ビーム系
では、準位選別マグネット11により，水素原子のエネル
ギー準位でＦ＝0,mF＝０の状態及びＦ＝1,mF＝−１の状
態にある水素原子は発散し、Ｆ＝1,mF＝0,mF＝＋１にあ
る水素原子は水素蓄積球13内に集束する。
では、準位選別マグネット11により，水素原子のエネル
ギー準位でＦ＝0,mF＝０の状態及びＦ＝1,mF＝−１の状
態にある水素原子は発散し、Ｆ＝1,mF＝0,mF＝＋１にあ
る水素原子は水素蓄積球13内に集束する。
水素蓄積球13内に注入された水素原子は，該水素蓄積
球13の内面のテフロン膜の壁と衝突を繰り返しながら約
１秒間近く該水素蓄積球13内に留まり、空胴共振器14内
の電磁波により励振を受ける。この場合、標準周波数と
して利用されるエネルギー準位は、Ｆ＝1,mF＝０の状態
からＦ＝0,mF＝０の状態に遷移する周波数で、約1,420,
405,752Hz（以下，「標準周波数fo」という。）であ
る。
球13の内面のテフロン膜の壁と衝突を繰り返しながら約
１秒間近く該水素蓄積球13内に留まり、空胴共振器14内
の電磁波により励振を受ける。この場合、標準周波数と
して利用されるエネルギー準位は、Ｆ＝1,mF＝０の状態
からＦ＝0,mF＝０の状態に遷移する周波数で、約1,420,
405,752Hz（以下，「標準周波数fo」という。）であ
る。
いま、空胴共振器14の共振周波数fcがこの標準周波数
foの近傍に調整されていると、水素蓄積球13内のＦ＝1,
mF＝０の状態にある水素原子は、空胴共振器14内で標準
周波数foに近い電磁波の励振を受け，エネルギー準位の
低いＦ＝0,mF＝０の状態に遷移する。
foの近傍に調整されていると、水素蓄積球13内のＦ＝1,
mF＝０の状態にある水素原子は、空胴共振器14内で標準
周波数foに近い電磁波の励振を受け，エネルギー準位の
低いＦ＝0,mF＝０の状態に遷移する。
このとき，水素メーザは、放射する電磁波によりメー
ザ発振周波数fmで自己発振を起す。このメーザ発振周波
数fmの出力は出力用ループアンテナ20から取り出され
る。
ザ発振周波数fmで自己発振を起す。このメーザ発振周波
数fmの出力は出力用ループアンテナ20から取り出され
る。
ところで、前記空胴共振器14の共振周波数fcと水素原
子の標準周波数foが僅かでも異なっていると，メーザ発
振周波数fmは標準周波数foよりシフトしたものとなる。
このシフトした状態でのメーザ発振周波数fmと水素原子
の標準周波数foとの周波数関係は、 fm−fo＝｛Qc/Ql｝（fc/fo） ……（１） となることが知られている。
子の標準周波数foが僅かでも異なっていると，メーザ発
振周波数fmは標準周波数foよりシフトしたものとなる。
このシフトした状態でのメーザ発振周波数fmと水素原子
の標準周波数foとの周波数関係は、 fm−fo＝｛Qc/Ql｝（fc/fo） ……（１） となることが知られている。
ここで、Qcは空胴共振器14のＱ値であり,Qlは共鳴線
のＱ値である。
のＱ値である。
共鳴スペクトラム周波数の帯域を，Δｆとすると，
Ql＝fm/Δｆ で示される。
Ql＝fm/Δｆ で示される。
したがって、共振周波数fcが変動するとメーザ発振周
波数fmが変動し、周波数安定度が損なわれる。そのため
例えば,Qc/Ql＝５×10-5のとき、Δfm/foを１×10-14程
度に制御するためにはΔfcを約0.3Hz以下に抑える必要
があり，共振周波数fcの制御はきわめて厳密に行う必要
がある。そこで，空胴共振器14は、アルミ又は銅で機械
的に堅牢構造とし，かつ，高精度の温度制御のもとで使
用することにより共振周波数fcの変動を抑えるととも
に、空胴共振器14の共振周波数fcを水素メーザの標準周
波数fo近くに調整する共振器同調法を用いる。
波数fmが変動し、周波数安定度が損なわれる。そのため
例えば,Qc/Ql＝５×10-5のとき、Δfm/foを１×10-14程
度に制御するためにはΔfcを約0.3Hz以下に抑える必要
があり，共振周波数fcの制御はきわめて厳密に行う必要
がある。そこで，空胴共振器14は、アルミ又は銅で機械
的に堅牢構造とし，かつ，高精度の温度制御のもとで使
用することにより共振周波数fcの変動を抑えるととも
に、空胴共振器14の共振周波数fcを水素メーザの標準周
波数fo近くに調整する共振器同調法を用いる。
この共振器同調法としては，水素圧クエンチング法と
共振器周波数センシング法などが知られているが、何れ
の同調法も共振器シフト量Δfmに比例する誤差信号によ
り共振器の温度あるいは共振器に結合したバラクタ・ダ
イオードのバイアス電圧を制御し、共振周波数fcを調整
している。
共振器周波数センシング法などが知られているが、何れ
の同調法も共振器シフト量Δfmに比例する誤差信号によ
り共振器の温度あるいは共振器に結合したバラクタ・ダ
イオードのバイアス電圧を制御し、共振周波数fcを調整
している。
水素圧クエンチング法は、第２図において，水素ビー
ム量をビームシャッタ12により増減調整し，水素蓄積球
13内の水素原子同志の衝突による緩和率を変えて前記第
（１）式のQlを変化させ，メーザ発振周波数fmの変化量
Δfmを検出し，その検出した変化量Δfmに比例する誤差
電圧でバラクターや共振器温度を制御する。
ム量をビームシャッタ12により増減調整し，水素蓄積球
13内の水素原子同志の衝突による緩和率を変えて前記第
（１）式のQlを変化させ，メーザ発振周波数fmの変化量
Δfmを検出し，その検出した変化量Δfmに比例する誤差
電圧でバラクターや共振器温度を制御する。
また，共振器周波数センシング法は、第２図におい
て，空胴共振器14に入力用ループアンテナ19を通して外
部からセンシング用周波数を入れて空胴共振器14の共振
周波数fcを検出し，その検出した共振周波数fcにより共
振周波数の誤差Δfmを得る方法である。
て，空胴共振器14に入力用ループアンテナ19を通して外
部からセンシング用周波数を入れて空胴共振器14の共振
周波数fcを検出し，その検出した共振周波数fcにより共
振周波数の誤差Δfmを得る方法である。
そして従来の制御の仕方には、例えば特開昭60−1837
81号公報に記載されているように、共振器円筒を高精度
に温度制御したうえでΔfmに対応する制御信号によって
バラクタ・ダイオードの容量値を変えて共振周波数fcを
制御するもの、あるいは前述のように、Δfmに対応する
制御信号で共振器温度を制御することで共振周波数fcを
制御するもの等があった。
81号公報に記載されているように、共振器円筒を高精度
に温度制御したうえでΔfmに対応する制御信号によって
バラクタ・ダイオードの容量値を変えて共振周波数fcを
制御するもの、あるいは前述のように、Δfmに対応する
制御信号で共振器温度を制御することで共振周波数fcを
制御するもの等があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら，前述した従来の水素メーザ自動同調法
による共振器周波数制御においては、下記のような問題
点があった。
による共振器周波数制御においては、下記のような問題
点があった。
（１）共振器周波数の電子制御系は応答速度は速いが，
制御できる周波数範囲が狭く制御幅から逸出することが
ある。
制御できる周波数範囲が狭く制御幅から逸出することが
ある。
（２）共振器周波数の共振器温度制御系は時定数が長く
制御が緩慢である。
制御が緩慢である。
（３）自動同調により検出した共振器周波数偏差の信号
に雑音が入り易く，そのため電子制御を受けた共振器周
波数が短時間変動を受け易い。
に雑音が入り易く，そのため電子制御を受けた共振器周
波数が短時間変動を受け易い。
（４）特に共振器が金属製の場合，水素メーザとして必
要な周波数安定度（１×10-14）を得るために共振器を1
/105℃の分解能で温度制御する必要がある。
要な周波数安定度（１×10-14）を得るために共振器を1
/105℃の分解能で温度制御する必要がある。
発明の目的は、共振器周波数を短時間から長時間にわ
たり精度高く制御し、水素メーザ発振周波数の高い確度
と安定度が得られるようにした空胴共振器の周波数制御
システムを提供することである。
たり精度高く制御し、水素メーザ発振周波数の高い確度
と安定度が得られるようにした空胴共振器の周波数制御
システムを提供することである。
そこで、本発明では、前述の問題点を解決するため
に、共振器周波数の基準値からの偏差を示す偏差値信号
から、時定数の短い変化と時定数の長い変化とを検出
し、時定数の短い変化を基に第１の制御信号を、時定数
の長い変化を基に第２の制御信号を得るようにした。そ
して、第１の制御信号を電子制御系の制御信号とし、第
２の制御信号を温度制御系の制御信号として用い、共振
器周波数の電子制御系の時定数の短い特徴と、温度制御
系の時定数の長い特徴とを最適に組合せ、電子制御範囲
の狭い欠点を補うとともに、短時間から長時間にわたり
共振器周波数を精度高く制御することとした。
に、共振器周波数の基準値からの偏差を示す偏差値信号
から、時定数の短い変化と時定数の長い変化とを検出
し、時定数の短い変化を基に第１の制御信号を、時定数
の長い変化を基に第２の制御信号を得るようにした。そ
して、第１の制御信号を電子制御系の制御信号とし、第
２の制御信号を温度制御系の制御信号として用い、共振
器周波数の電子制御系の時定数の短い特徴と、温度制御
系の時定数の長い特徴とを最適に組合せ、電子制御範囲
の狭い欠点を補うとともに、短時間から長時間にわたり
共振器周波数を精度高く制御することとした。
以下、第１図に基づいて本発明の作用について説明す
る。
る。
ループアンテナ（電磁結合手段）２で取り出された水
素メーザ発振出力は、共振器周波数偏差検出器３に付与
されて空胴共振器１の共振器周波数の基準値からの偏差
値に相当する偏差，つまり偏差値信号として該共振器周
波数偏差検出器３で検出される。
素メーザ発振出力は、共振器周波数偏差検出器３に付与
されて空胴共振器１の共振器周波数の基準値からの偏差
値に相当する偏差，つまり偏差値信号として該共振器周
波数偏差検出器３で検出される。
そして、その検出された該偏差値信号は，制御信号発
生器４で短時間変動を補正する電子制御信号（第１の制
御信号）と長時間変動を補正する温度制御信号（第２の
制御信号）に分割される。
生器４で短時間変動を補正する電子制御信号（第１の制
御信号）と長時間変動を補正する温度制御信号（第２の
制御信号）に分割される。
第１の制御信号は、電子制御信号発生器５によって可
変容量素子（例えば，バラクタ・ダイオード）を制御す
る制御電圧に変換され，前記偏差値は制御電圧変化とな
って制御用ループアンテナ６を介して前記空胴共振器１
の共振器周波数を制御する。
変容量素子（例えば，バラクタ・ダイオード）を制御す
る制御電圧に変換され，前記偏差値は制御電圧変化とな
って制御用ループアンテナ６を介して前記空胴共振器１
の共振器周波数を制御する。
第２の制御信号は、温度制御信号発生器７によって加
熱用ヒータ（温度制御用ヒータ）８を加熱する電力に変
換され，前記偏差値は該加熱用ヒータ８に流れる電流変
化となって共振器周波数を制御する。
熱用ヒータ（温度制御用ヒータ）８を加熱する電力に変
換され，前記偏差値は該加熱用ヒータ８に流れる電流変
化となって共振器周波数を制御する。
さらに，第１図により，本発明の一実施例について詳
細に説明する。
細に説明する。
１は、短時間内の温度変動を抑えるため熱容量を大き
く採ったメーザ発振用の空胴共振器であって，この空胴
共振器にはメーザ発振出力を外部に取出すためのループ
アンテナ2,電子制御をするためにバラクタ・ダイオード
を介して共振器外の後記する電子制御発生器５と接続す
るための制御用ループアンテナ６と該共振器を所定の温
度に制御するための温度制御用ヒータ（加熱用ヒータ）
８が取付けられている。
く採ったメーザ発振用の空胴共振器であって，この空胴
共振器にはメーザ発振出力を外部に取出すためのループ
アンテナ2,電子制御をするためにバラクタ・ダイオード
を介して共振器外の後記する電子制御発生器５と接続す
るための制御用ループアンテナ６と該共振器を所定の温
度に制御するための温度制御用ヒータ（加熱用ヒータ）
８が取付けられている。
３は、前記ループアンテナ２で取出したメーザ発振出
力から共振器周波数を検出し，その検出した共振器周波
数と水素原子固有の共鳴周波数との偏差値を偏差値信号
として検出する共振器周波数偏差検出器である。その検
出手法としては，共振器周波数センシング法や水素圧ク
エンチング法な度がある。
力から共振器周波数を検出し，その検出した共振器周波
数と水素原子固有の共鳴周波数との偏差値を偏差値信号
として検出する共振器周波数偏差検出器である。その検
出手法としては，共振器周波数センシング法や水素圧ク
エンチング法な度がある。
４は、共振器周波数偏差検出器３で検出した偏差値信
号を２分割し、一方を早い応答特性（短い時定数）を有
する電子制御系（電子制御信号発生器5,制御用ループア
ンテナ６）へ、他方を長い時定数を有する温度制御系
（温度制御信号発生器7,加熱用ヒータ８）へそれぞれ最
適時定数でもって第１及び第２の制御信号として出力す
る制御信号発生器である。
号を２分割し、一方を早い応答特性（短い時定数）を有
する電子制御系（電子制御信号発生器5,制御用ループア
ンテナ６）へ、他方を長い時定数を有する温度制御系
（温度制御信号発生器7,加熱用ヒータ８）へそれぞれ最
適時定数でもって第１及び第２の制御信号として出力す
る制御信号発生器である。
５は、電子制御信号発生器であり，該制御信号発生器
４からの第１の制御信号を受けて共振器周波数と水素原
子固有の共鳴周波数との偏差を修正するための制御電圧
を，可変容量ダイオードに供給し，制御用ループアンテ
ナ６を通じて該共振器周波数を制御する（第１の制御手
段）。これは，前記空胴共振器１の大きな熱容量と相俟
って短期安定度を更に向上させるものである。
４からの第１の制御信号を受けて共振器周波数と水素原
子固有の共鳴周波数との偏差を修正するための制御電圧
を，可変容量ダイオードに供給し，制御用ループアンテ
ナ６を通じて該共振器周波数を制御する（第１の制御手
段）。これは，前記空胴共振器１の大きな熱容量と相俟
って短期安定度を更に向上させるものである。
この場合、共振器周波数を高くするときは，該制御電
圧を上げ、また共振器周波数を低くするときは，該制御
電圧を下げるように制御する。
圧を上げ、また共振器周波数を低くするときは，該制御
電圧を下げるように制御する。
７は、温度制御信号発生器であり，前記制御信号発生
器４からの第２の制御信号を受け，τ＝103〜104秒の長
い時定数でもって変動した前記共振器周波数を修正する
ための情報として例えば，電力を加熱用ヒータ８に加
え，該共振器周波数を制御（第２の制御手段）して，長
期安定度を確保する。すなわち、共振器周波数を高くす
るときには前記加熱用ヒータ８に流れる電流を減少し、
また該共振器周波数を低くするときには該加熱用ヒータ
８に流れる電流を増大するように電力を制御する。
器４からの第２の制御信号を受け，τ＝103〜104秒の長
い時定数でもって変動した前記共振器周波数を修正する
ための情報として例えば，電力を加熱用ヒータ８に加
え，該共振器周波数を制御（第２の制御手段）して，長
期安定度を確保する。すなわち、共振器周波数を高くす
るときには前記加熱用ヒータ８に流れる電流を減少し、
また該共振器周波数を低くするときには該加熱用ヒータ
８に流れる電流を増大するように電力を制御する。
第２図に示す従来の共振器を、仮に堅牢構造とするた
めに金属製共振器とすると，共振器周波数変動が約40k
Hz/℃生ずることから，外部機器などとの不要な干渉を
避けるために、共振器周波数確度を制御電圧0V〜10Vの
範囲（制御幅）において10kHz以下に抑える必要があ
る。また、水素メーザとして必要な安定度（１×1
0-14）を得るために，前記共振器を1/105℃の分解能で
温度制御する必要がある。それは、使用するセンサ（サ
ーミスタ）の経年変化が0.1℃／年程度であり，周波数
幅が不足しているからである。
めに金属製共振器とすると，共振器周波数変動が約40k
Hz/℃生ずることから，外部機器などとの不要な干渉を
避けるために、共振器周波数確度を制御電圧0V〜10Vの
範囲（制御幅）において10kHz以下に抑える必要があ
る。また、水素メーザとして必要な安定度（１×1
0-14）を得るために，前記共振器を1/105℃の分解能で
温度制御する必要がある。それは、使用するセンサ（サ
ーミスタ）の経年変化が0.1℃／年程度であり，周波数
幅が不足しているからである。
そこで、本発明では、従来の自動同調システムにおい
て，周波数確度を決める温度制御分解能が1/105℃，周
波数安定度が１×10-14であったことに鑑み，この条件
の下で，加熱用ヒータ８に流れる電流を温度制御信号発
生器７で制御するとともに，バラクタ・ダイオードの制
御電圧を電子制御信号発生器５により制御する。この制
御方法による発明者の実験結果によれば，上記条件が満
たされていることがわかった。
て，周波数確度を決める温度制御分解能が1/105℃，周
波数安定度が１×10-14であったことに鑑み，この条件
の下で，加熱用ヒータ８に流れる電流を温度制御信号発
生器７で制御するとともに，バラクタ・ダイオードの制
御電圧を電子制御信号発生器５により制御する。この制
御方法による発明者の実験結果によれば，上記条件が満
たされていることがわかった。
また、水素メーザ発振周波数の安定度に直接寄与する
共振器周波数をτ＝１〜102秒の短期からτ＝103〜104
秒の長期に至るまで飛躍的に安定化できることも発明者
の実験で確認されている。
共振器周波数をτ＝１〜102秒の短期からτ＝103〜104
秒の長期に至るまで飛躍的に安定化できることも発明者
の実験で確認されている。
以上、述べたように、本発明に係る空胴共振器の周波
数制御システムは、共振器周波数偏差検出器によって共
振器周波数の基準値からの偏差値を検出し、前記共振器
周波数偏差検出器からの偏差値信号を受けて、制御信号
発生器で該偏差値信号から時定数の短い変化と時定数の
長い変化を抽出し、時定数の短い変化に対応する第１の
制御信号と時定数の長い変化に対応する第２の制御信号
とを発生し、電子制御系と温度制御系をそれぞれ制御す
ることで共振器周波数を修正することとしたから、水素
原子固有の共鳴周波数（fo）に非常に近い空胴共振器周
波数（fc）を短時間から長時間に亘って維持できるた
め、極めて高い周波数安定度と周波数確度をもつ水素メ
ーザ発振周波数（fm）を出力できるメーザ装置が得られ
た。そのため、本発明は超長基線電波干渉計、深宇宙人
工衛星の追跡などの高安定周波数信号源として利用でき
る。
数制御システムは、共振器周波数偏差検出器によって共
振器周波数の基準値からの偏差値を検出し、前記共振器
周波数偏差検出器からの偏差値信号を受けて、制御信号
発生器で該偏差値信号から時定数の短い変化と時定数の
長い変化を抽出し、時定数の短い変化に対応する第１の
制御信号と時定数の長い変化に対応する第２の制御信号
とを発生し、電子制御系と温度制御系をそれぞれ制御す
ることで共振器周波数を修正することとしたから、水素
原子固有の共鳴周波数（fo）に非常に近い空胴共振器周
波数（fc）を短時間から長時間に亘って維持できるた
め、極めて高い周波数安定度と周波数確度をもつ水素メ
ーザ発振周波数（fm）を出力できるメーザ装置が得られ
た。そのため、本発明は超長基線電波干渉計、深宇宙人
工衛星の追跡などの高安定周波数信号源として利用でき
る。
第１図は本発明の空胴共振器の周波数制御システムに係
る一実施例を示し、第２図は従来の水素メーザ本体を模
式的に示した図である。 図において、１は空胴共振器,2はループアンテナ（電磁
結合手段）,3は共振器周波数偏差検出器,4は制御信号発
生器,5は電子制御信号発生器,6は制御用ループアンテ
ナ,7は温度制御信号発生器,8は温度制御用ヒータ（加熱
用ヒータ）,9は放電管,10は放電用高周波発振器,11は準
位選別マグネット,12はビームシャッタ,13は水素蓄積
球,14は空胴共振器,15は温度制御用ヒータ,16はソレノ
イドコイル円筒,17は磁気シールド,18は真空ベルジャ
ー,19は入力用ループアンテナ,20は出力用ループアンテ
ナ,21はイオンポンプをそれぞれ示す。
る一実施例を示し、第２図は従来の水素メーザ本体を模
式的に示した図である。 図において、１は空胴共振器,2はループアンテナ（電磁
結合手段）,3は共振器周波数偏差検出器,4は制御信号発
生器,5は電子制御信号発生器,6は制御用ループアンテ
ナ,7は温度制御信号発生器,8は温度制御用ヒータ（加熱
用ヒータ）,9は放電管,10は放電用高周波発振器,11は準
位選別マグネット,12はビームシャッタ,13は水素蓄積
球,14は空胴共振器,15は温度制御用ヒータ,16はソレノ
イドコイル円筒,17は磁気シールド,18は真空ベルジャ
ー,19は入力用ループアンテナ,20は出力用ループアンテ
ナ,21はイオンポンプをそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−183781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−183782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−150952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−19096（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−161899（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】熱により収縮又は膨張する材料で作られた
空胴共振器（１）と、 該空胴共振器に付帯した加熱用ヒータ（８）と、 前記空胴共振器に付帯しメーザ発振出力を検出する、該
空胴共振器と電磁的に結合した電磁結合手段（２）と、 該電磁結合手段で検出されたメーザ発振出力から共振器
周波数を検出し、該共振器周波数の基準値からの偏差値
を検出する共振器周波数偏差検出器（３）と、 該共振器周波数偏差検出器によって検出された偏差値信
号を受けて、時定数の短い変化に対応する第１の制御信
号と時定数の長い変化に対応する第２の制御信号とを発
生する制御信号発生器（４）と、 前記第１の制御信号を受けて、前記空胴共振器の共振器
周波数を制御する電子素子を含む第１の制御手段と、 前記第２の制御信号を受けて、前記加熱用ヒータの電流
を制御する第２の制御手段とを備えた空胴共振器の周波
数制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9383987A JP2627504B2 (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 空胴共振器の周波数制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9383987A JP2627504B2 (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 空胴共振器の周波数制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260225A JPS63260225A (ja) | 1988-10-27 |
| JP2627504B2 true JP2627504B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=14093560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9383987A Expired - Lifetime JP2627504B2 (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 空胴共振器の周波数制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2627504B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102799102A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-11-28 | 华中科技大学 | 一种被动型cpt原子钟的温控参数自整定方法及装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2636671B2 (ja) * | 1993-05-26 | 1997-07-30 | 日本電気株式会社 | ルビジウム原子発振器 |
| GB2380601A (en) * | 2001-10-05 | 2003-04-09 | Applied Materials Inc | Radio frequency linear accelerator |
| FR2886466B1 (fr) * | 2005-05-25 | 2012-06-15 | Oberthur Card Syst Sa | Entite electronique a antenne magnetique |
| JP6337464B2 (ja) | 2013-12-20 | 2018-06-06 | セイコーエプソン株式会社 | 量子干渉装置、原子発振器、および電子機器 |
-
1987
- 1987-04-16 JP JP9383987A patent/JP2627504B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102799102A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-11-28 | 华中科技大学 | 一种被动型cpt原子钟的温控参数自整定方法及装置 |
| CN102799102B (zh) * | 2012-07-03 | 2013-12-25 | 华中科技大学 | 一种被动型cpt原子钟的温控参数自整定方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63260225A (ja) | 1988-10-27 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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