本項目擬圍繞衛星通信設備、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的精密時頻發布的規模化應用，采用下一代民用原子鐘的最新技術及理念，開發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，形成針對高速衛星通信與高速移動通信的時間同步的解決方案，為高速衛星通信系統、寬帶移動通信系統提供可靠的時鐘同步平臺。進而對北斗衛星授時終端進行規模化應用推廣，為國家北斗衛星民用化戰略服務。

技術優勢：

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：優于1×10-10

6.秒穩優于1×10-10，千秒穩定度達到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：

北京大學擁有數十年的原子鐘研制經驗，其作為主要參加單位研制的銣鐘已經運行于北斗衛星系統。項目組曾獲得二代導航重大專項和863項目的支持，發表國際高水平SCI論文20余篇，授權發明專利三項。

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定工作。

4.研制專用低功耗微波電路，使輸出10MHz標準信號穩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：

本項目產品采用CPT原子鐘的最新技術，研制新一代基于北斗衛星授時的低功耗、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品的寬帶衛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和公網上分別達到年4000套和12000套左右的銷售，另外，隨著4G移動網絡的發展，基于4G網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，企業自籌2500萬元人民幣。