【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电磁波传导领域，具体而言，涉及一种气室和分子时钟。
技术介绍
1、高精度时钟是一种能够提供精确的、稳定的时间测量的设备，广泛应用于对时间精度要求高的科学研究、全球定位系统（gps）等导航系统、通信系统、金融交易以及科学实验等等领域。
2、目前，高精度时钟主要包括原子时钟和分子时钟，原子钟利用了电磁辐射与特定原子的激发态的相互作用来实现时间测量，通过激光穿透玻璃气室产生的吸收峰作为频率参考。而分子时钟利用的是极性气体分子在电磁场作用下量子化的旋转能级跃迁产生的电磁波分子旋转波谱来实现时间测量，分子时钟通过高频电磁波在气室中穿透极性气体的旋转波谱峰作为频率参考。
3、由于分子时钟在原理上与原子时钟和其他现有的高精度时钟存在差异，且分子时钟产生时钟信号的过程中使用了高频电磁波；因此，现有的高精度时钟的气室不再适用于分子时钟。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种气室和分子时钟，电磁波通过垂直入射气室的波导口，在水平面内（电磁波传输平面）的波导通路中进行传播；在波导通路中通过倒角实现通路的弯折，通过台阶将垂直于波导通路的波导口和该波导通路进行连接，在保证电磁波传输路径足够长的同时，实现了电磁波的高质量传输。将本申请实施例提供的气室应用于分子时钟，能为高频电磁波和极性气体分子提供作用空间，由于气室的针对性设计（例如，针对具体应用场景体积的设计），高频电磁波的传输损耗较小，为高精度时钟的准确性和稳定性做出了贡献。
2、第一方面，本申请实
3、在上述实现过程中，本申请实施例提供的气室包括波导通路和波导口，波导口垂直于波导通路所在的平面（例如，水平面或气室的安装平面）设置，电磁波信号通过波导口垂直进入气室，在波导通路中进行水平传播；波导口和波导通路之间设置了至少一个台阶，台阶的设置使垂直的波导口和水平的波导通路之间有良好的过度匹配，保证了电磁波的传输质量。因此，本申请实施例提供的气室兼具良好的电磁波/电信号传输特性和较小的体积，在性能和应用场景上都具有显著的优势。
4、可选地，在本申请实施例中，所述弯折包括倒角；其中，所述倒角包括弧形倒角或直倒角。
5、可选地，在本申请实施例中，所述倒角根据以下方法确定：将预设倒角的所在的波导通路作为双端口网络，改变所述预设倒角的角度，并获取多组所述双端口网络两端的入射波和出射波；根据所述双端口网络两端的入射波和出射波，计算目标电磁波通过所述双端口网络的传输损耗；获取数值最小的所述传输损耗对应的倒角的角度，作为所述倒角的目标角度。
6、在上述实现过程中，本申请实施例提供的气室的波导通路在电磁波传输平面包括弯折，每个弯折可以由倒角组成，根据电磁波传输的特征参数（如s参数）评估电磁波在波导通路中的传输效果，从而确定出弯折处倒角的角度和个数；也就是说，由于弯折处倒角的设置，本申请实施例提供的气室的波导通路在电磁波传输平面能够在占用较小体积的同时，保证电磁波在波导通路中的传输路径尽可能的长，波导通路的传输损耗尽可能的小、传输效果尽可能的好。
7、可选地，在本申请实施例中，存在弯折的所述波导通路包括：由多个所述弯折连接形成折叠形波导通路；所述折叠形波导通路在电磁波传输平面内存在多个平行的子传输通路。
8、在上述实现过程中，本申请实施例提供的气室的波导通路包括多个弯折，这些弯折将多个子传输通路连接形成波导折叠形的波导通路，由于弯折处的倒角的角度、倒角的形状和倒角的个数的针对性设计（例如，针对具体应用场景体积的设计），在保证电磁波在折叠形波导通路中传输的传输效果较佳的同时，缩小了整体波导通路的体积。
9、可选地，在本申请实施例中，存在弯折的所述波导通路还包括：由通过连接部连接的不同平面的多个所述折叠形波导通路形成的立体折叠形波导通路。
10、在上述实现过程中，本申请实施例提供的气室的波导通路还可以设置为立体状，如将上文中的折叠形波导通路通过连接部进行连接，或者将波导通路设置为螺旋状；从而使本申请实施例提供的气室能够适用于平面内空间有限的场景，将波导通路设置为立体的，在适应有限的平面空间的同时，还能够保证电磁波具有足够长的传输路径，使电磁波和极性气体分子充分作用。
11、可选地，在本申请实施例中，所述相似的几何形状包括矩形；所述矩形的尺寸设计包括：以待通过所述波导通路的目标电磁波在所述波导通路中实现单模传输，且工作频带最宽为条件，根据所述目标电磁波的波长，计算所述矩形的长边范围和短边范围；从所述长边范围和短边范围中，确定出所述目标电磁波在所述波导通路中s参数的最优值对应的目标长边和目标短边；其中，所述s参数用于评价电磁波在所述波导通路中的传输效果。
12、在上述实现过程中，本申请实施例中气室的波导传输通道横截面可以是矩形横截面，对于矩形横截面参数的设计需要使电磁波在波导通路内实现单模传输，以及电磁波在波导传输通路中的工作频带最宽。在保证矩形参数能够满足要求的情况下，再次使用s参数选择出s参数最优的长边和短边，最终使电磁波在波导通路中的传输能够减小色散效应、提高带宽以及降低信号失真，保证了信号的传输质量和长期传输稳定性。
13、可选地，在本申请实施例中，所述台阶的尺寸设计包括：获取所述目标电磁波在所述波导通路中的上边缘频率对应的波导波长和下边缘频率对应的波导波长；根据所述上边缘频率对应的波导波长和下边缘频率对应的波导波长，计算所述台阶在平行于电磁波传输平面方向上的台阶长度；将所述台阶的长度带入所述台阶的预设等效阻抗中，确定所述台阶在垂直于所述电磁波传输平面方向上的台阶高度。
14、可选地，在本申请实施例中，所述根据所述上边缘频率对应的波导波长和下边缘频率对应的波导波长，计算所述台阶在平行于电磁波传输平面方向上的台阶长度，包括：根据所述上边缘频率对应的波导波长和下边缘频率对应的波导波长，计算中心频率对应的波导波长；基于所述中心频率对应的波导波长，以公式，计算所述台阶长度l；其中，为所述中心频率对应的波导波长，为所述上边缘频率对应的波导波长，为所述下边缘频率对应的波导波长。
15、在上述实现过程中，通过分段式阶梯阻抗变换的方法，计算台阶的长度和高度能够减小信号在波导通路上的反射，提高信号传输的效率；由于台阶的设置使垂直的波导口和水平的波导通路之间有良好的过渡和匹配，从而保证电磁波的良好传输。
16、可选地，在本申请实施例中，所述气室包括气孔，所述气孔配置为通过所述目标气体，以实现对所述气室抽出目标气体或灌注目标气体。
17、在上述实现过程中，本申请提供的气室还包括气孔，通过气孔的设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气室，其特征在于，所述气室包括：波导通路和波导口；所述波导通路配置为通过电磁波，并为所述电磁波和目标气体提供作用场所；
2.根据权利要求1所述的气室，其特征在于，所述弯折包括倒角；其中，所述倒角包括弧形倒角或直倒角。
3.根据权利要求2所述的气室，其特征在于，所述倒角根据以下方法确定：
4.根据权利要求2所述的气室，其特征在于，存在弯折的所述波导通路包括：由多个所述弯折连接形成折叠形波导通路；
5.根据权利要求4所述的气室，其特征在于，存在弯折的所述波导通路还包括：
6.根据权利要求1所述的气室，其特征在于，所述相似的几何形状包括矩形；所述矩形的尺寸设计包括：
7.根据权利要求1所述的气室，其特征在于，所述台阶的尺寸设计包括：
8.根据权利要求7所述的气室，其特征在于，所述根据所述上边缘频率对应的波导波长和下边缘频率对应的波导波长，计算所述台阶在平行于电磁波传输平面方向上的台阶长度，包括：
9.根据权利要求1所述的气室，其特征在于，所述气室包括气孔，所述气孔配置为通过所述目标气
10.一种分子时钟，其特征在于，所述分子时钟包括如权利要求1-9中任一项所述的气室。
...【技术特征摘要】
1.一种气室，其特征在于，所述气室包括：波导通路和波导口；所述波导通路配置为通过电磁波，并为所述电磁波和目标气体提供作用场所；
2.根据权利要求1所述的气室，其特征在于，所述弯折包括倒角；其中，所述倒角包括弧形倒角或直倒角。
3.根据权利要求2所述的气室，其特征在于，所述倒角根据以下方法确定：
4.根据权利要求2所述的气室，其特征在于，存在弯折的所述波导通路包括：由多个所述弯折连接形成折叠形波导通路；
5.根据权利要求4所述的气室，其特征在于，存在弯折的所述波导通路还包括：
6.根据权利要求1所述的气室，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴峰，李杰，曾耿华，
申请(专利权)人：成都中微达信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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