[发明专利]一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统

权利要求书

1.一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于包括：

正弦调频模块：通过微波源产生一个单一频率的微波信号，对该微波信号进行单边带正弦调频，调制频率为f_m，调频范围为A_m；

中心频率调整模块：改变单边带正弦调频之后的微波信号的中心频率，将中心频率调整为-3级或-1级EIT信号的中心频率；

微分信号获取模块：根据调整得到的-3级或-1级EIT信号的中心频率，采用相敏检波方法，获取-3级或-1级EIT信号的微分信号，记为P′(-3)或P′(-1)；

循环改变模块：

当微分信号获取模块中获取的是P′(-3)时，循环改变模块中将中心频率调整为f₀-γB、f₀+γB和的组合，采用相敏检波方法获取EIT信号的微分信号P′(-2)、P′(+2)和P′(+3)的组合；

当微分信号获取模块中获取的是P′(-1)时，循环改变模块中将中心频率调整为f₀-γB、f₀+γB和的组合，采用相敏检波方法获取EIT信号的微分信号P′(-2)、P′(+2)和P′(+1)的组合；

待测磁场值确定模块：将循环改变模块中获取的EIT信号的微分信号相加组合成总的误差信号P′(B)注入数字PID控制器中；数字PID控制器通过调节B使误差信号P′(B)为零，构成PID闭环控制系统，此时PID信号调节的B值即为待测磁场值；

其中B为外界待测磁场值，γ为碱金属原子介质的旋磁比，f₀为零级EIT信号峰的中心频率。

2.根据权利要求1所述的一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于：将产生的单一频率的微波信号注入激光器，对激光器光强进行调制产生的调制后激光中包含两个边带光，将调制后的激光注入内部充有碱金属的玻璃气室中，通过测量透射光功率的变化实现解调出EIT信号。

3.根据权利要求1所述的一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于：所述调制频率f_m为11Hz～3kHz，调频范围为A_m根据EIT信号线宽确定为60Hz～2kHz。

4.根据权利要求1所述的一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于：将中心频率调整为-3级或-1级EIT信号的中心频率，即或其中B为外界待测磁场值，γ为碱金属原子介质的旋磁比，f₀为零级EIT信号峰的中心频率，其为固定值，对于铷87来说，f₀＝3417.344MHz。

5.根据权利要求1所述的一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于：循环改变模块中获取的EIT信号的微分信号相加，可以采用EIT信号的微分信号P′(-2)、P′(+2)和P′(+3)的组合进行相加，也可以采用微分信号P′(-2)、P′(+2)和P′(+1)的组合进行相加。

6.根据权利要求1所述的一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于：所述的和分别为+3级和+1级EIT信号微波频率，在4个EIT峰的PID闭环控制系统中，可从±3级或±1级EIT信号中任意选择一组配合±2级EIT信号实现4峰锁定，循环扫描的顺序可任意组合。

7.根据权利要求1所述的一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于：所述的单边带正弦调频是指对微波频率进行移频。

8.根据权利要求2所述的一种多峰闭环无方向盲区CPT磁力仪系统，其特征在于：两个边带光频率相差6834.688MHz。