本項(xiàng)目擬圍繞衛(wèi)星通信設(shè)備、微蜂窩基站設(shè)備等的精確定時(shí)需求，面向基于北斗授時(shí)系統(tǒng)的精密時(shí)頻發(fā)布的規(guī)模化應(yīng)用，采用下一代民用原子鐘的最新技術(shù)及理念，開發(fā)VCSEL激光器、專用低功耗微波集成電路及MEMS工藝氣室，研制生產(chǎn)小型化相干布局囚禁(CPT)原子鐘。在此基礎(chǔ)上研制新一代基于北斗導(dǎo)航授時(shí)的低功耗、高精度的時(shí)間同步關(guān)鍵設(shè)備。突破時(shí)間同步對(duì)高速衛(wèi)星通信與高速移動(dòng)通信的制約，較大程度提高通信效率，形成針對(duì)高速衛(wèi)星通信與高速移動(dòng)通信的時(shí)間同步的解決方案，為高速衛(wèi)星通信系統(tǒng)、寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)提供可靠的時(shí)鐘同步平臺(tái)。進(jìn)而對(duì)北斗衛(wèi)星授時(shí)終端進(jìn)行規(guī)模化應(yīng)用推廣，為國(guó)家北斗衛(wèi)星民用化戰(zhàn)略服務(wù)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

項(xiàng)目的先進(jìn)性：

1.通過研究獲得了高質(zhì)量的CPT參考譜線，使CPT原子鐘的千秒穩(wěn)定度達(dá)到10-12量級(jí)。

2.研制體積小于30mm3的微型原子氣室，做到原子鐘體積小型化。

3.研制專用低功耗集成電路及光路，做到可用電池驅(qū)動(dòng)原子鐘。

4.將可用電池驅(qū)動(dòng)的原子鐘作為守時(shí)模塊加入北斗授時(shí)終端，大幅度提高北斗授時(shí)終端的自持工作能力。

主要技術(shù)指標(biāo)：

1.原子鐘物理部分總體積小于1cm3。

2.CPT原子鐘總體積小于15cm3。

3.CPT原子鐘總功耗小于600mW。

4.輸出頻率：10MHz

5.準(zhǔn)確度：優(yōu)于1×10-10

6.秒穩(wěn)優(yōu)于1×10-10，千秒穩(wěn)定度達(dá)到10-12量級(jí)。

7.北斗授時(shí)終端自持工作能力大于1萬(wàn)秒。

技術(shù)水平：

北京大學(xué)擁有數(shù)十年的原子鐘研制經(jīng)驗(yàn)，其作為主要參加單位研制的銣鐘已經(jīng)運(yùn)行于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。項(xiàng)目組曾獲得二代導(dǎo)航重大專項(xiàng)和863項(xiàng)目的支持，發(fā)表國(guó)際高水平SCI論文20余篇，授權(quán)發(fā)明專利三項(xiàng)。

項(xiàng)目進(jìn)度

1.研究微型堿金屬原子氣室的關(guān)鍵技術(shù)，在低功耗條件下獲得較好的CPT信號(hào)。

2.將VCSEL激光器與微型氣室整體集成，采用真空絕熱技術(shù)集成，使原子鐘物理部分小型化。

3.研制專用控制集成電路，伺服控制物理部分，在低功耗、小型化的前提下使物理部分穩(wěn)定工作。

4.研制專用低功耗微波電路，使輸出10MHz標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)穩(wěn)定在原子的精細(xì)能級(jí)上。

5.將CPT原子鐘集成至北斗授時(shí)終端，并測(cè)量改進(jìn)北斗授時(shí)終端的自持工作能力。

市場(chǎng)狀況及市場(chǎng)預(yù)測(cè)：

本項(xiàng)目產(chǎn)品采用CPT原子鐘的最新技術(shù)，研制新一代基于北斗衛(wèi)星授時(shí)的低功耗、高性能的時(shí)間同步關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)于提升我國(guó)的北斗衛(wèi)星授時(shí)終端的授時(shí)精度具有重要意義。

本項(xiàng)目推廣后預(yù)計(jì)搭載本產(chǎn)品的寬帶衛(wèi)星車載設(shè)備和便攜設(shè)備分別達(dá)到年400套和200套左右的銷售，微蜂窩基站設(shè)備在專網(wǎng)和公網(wǎng)上分別達(dá)到年4000套和12000套左右的銷售，另外，隨著4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基于4G網(wǎng)絡(luò)的微蜂窩基站設(shè)備預(yù)計(jì)將達(dá)到年銷售額6000萬(wàn)左右。

投資與成本估算，效益分析：

項(xiàng)目總投資3500萬(wàn)元人民幣，其中申請(qǐng)政府專項(xiàng)補(bǔ)貼1000萬(wàn)元人民幣，企業(yè)自籌2500萬(wàn)元人民幣。