本項目擬圍繞衛(wèi)星通信設備、微蜂窩基站設備等的精確定時需求，面向基于北斗授時系統(tǒng)的精密時頻發(fā)布的規(guī)模化應用，采用下一代民用原子鐘的最新技術及理念，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。在此基礎上研制新一代基于北斗導航授時的低功耗、高精度的時間同步關鍵設備。突破時間同步對高速衛(wèi)星通信與高速移動通信的制約，較大程度提高通信效率，形成針對高速衛(wèi)星通信與高速移動通信的時間同步的解決方案，為高速衛(wèi)星通信系統(tǒng)、寬帶移動通信系統(tǒng)提供可靠的時鐘同步平臺。進而對北斗衛(wèi)星授時終端進行規(guī)模化應用推廣，為國家北斗衛(wèi)星民用化戰(zhàn)略服務。

技術優(yōu)勢：

項目的先進性：

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

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，做到可用電池驅動原子鐘。

4.將可用電池驅動的原子鐘作為守時模塊加入北斗授時終端，大幅度提高北斗授時終端的自持工作能力。

主要技術指標：

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)定度達到10-12量級。

7.北斗授時終端自持工作能力大于1萬秒。

技術水平：

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

項目進度

1.研究微型堿金屬原子氣室的關鍵技術，在低功耗條件下獲得較好的CPT信號。

2.將VCSEL激光器與微型氣室整體集成，采用真空絕熱技術集成，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標準信號穩(wěn)定在原子的精細能級上。

5.將CPT原子鐘集成至北斗授時終端，并測量改進北斗授時終端的自持工作能力。

市場狀況及市場預測：

本項目產(chǎn)品采用CPT原子鐘的最新技術，研制新一代基于北斗衛(wèi)星授時的低功耗、高性能的時間同步關鍵設備，對于提升我國的北斗衛(wèi)星授時終端的授時精度具有重要意義。

本項目推廣后預計搭載本產(chǎn)品的寬帶衛(wèi)星車載設備和便攜設備分別達到年400套和200套左右的銷售，微蜂窩基站設備在專網(wǎng)和公網(wǎng)上分別達到年4000套和12000套左右的銷售，另外，隨著4G移動網(wǎng)絡的發(fā)展，基于4G網(wǎng)絡的微蜂窩基站設備預計將達到年銷售額6000萬左右。

投資與成本估算，效益分析：

項目總投資3500萬元人民幣，其中申請政府專項補貼1000萬元人民幣，企業(yè)自籌2500萬元人民幣。