星载铯原子钟结构设计

摘要

铯原子钟具有中长期稳定度好和环境敏感度低的优点,广泛用于全球卫星导航系统.针对导航卫星对星载铯原子钟的需求,开展了星载铯原子钟结构设计.铯束管采用传统磁选态方案,设计了小发散角铯炉、S形束光学和电子倍增器,实现铯原子的制备、跃迁与检测,信噪比满足中长期稳定度需求.采用集成化微波合成技术和数字伺服控制技术,设计了数字化星载铯原子钟电路.针对铯束管力学振动问题,对溅射离子泵等部件的悬臂结构进行了力学加固.为了增加整机的结构稳定性,采取了铯束管居中,电路模块环绕的布局方式.在轨飞行获得的稳定度为1.91E-12/1s,4.95E-14/100000s,验证了该结构设计的空间环境适应性,为星载铯原子钟后续在轨应用奠定了基础.