[00114591]XHTF1021小型化铷原子钟

本项目来源与需求背景主要为数字通信和移动高清数字电视等领域。因为大容量通信设备需要小型化铷原子钟作为频率基准源，移动高清电视网络对时间频率的精度要求非常高也必须采用小型化铷原子钟作为其基站设备的核心部件。本项目针对铷原子钟的小型化和低功耗等技术难题，首先开展了微波腔微型化技术攻关。基于对制约微波腔体积的技术因素进行理论分析后，创造性地将高介电常数Al2O3填充到圆柱形微波腔，同时根据电磁谐振理论对其内部结构进行设计，研制出了一种体积较传统减小6倍、体积仅为15ml的微波腔。其次，针对铷光谱灯存在高温、大功率射频辐射条件下进行小型化设计的难题，将铷光谱灯的射频激励电路设计在铷灯泡两侧，并采用铝合金屏蔽盒将激励电路和铷灯泡进行电磁隔离和屏蔽，并形成一体化的体积仅为8ml的将铷光谱灯。基于精密时差测量的数字智能驯服技术，实现高精度的外标同步，使小型化铷原子钟的频率驯服准确度提高到了E-12量级。采用上述关键技术成功研制了XHTF1021小型化铷原子钟。　　XHTF1021小型化铷原子钟主要技术指标如下：　　输出频率：10MHz CMOS方波信号　　准确度：1E-10　　预热特性≤：5E-10@25℃开机10分钟　　频率稳定度：≤1.5E-11T-1/2(1s≤T≤100s)　　频率老化率：≤5E-12/天 　　温度系数：≤2E-10@（-20～50℃） 　　供电与功耗：12V，稳态≤6W、峰值≤25W @25℃　　体积：89×76×28mm3（3.5″×3″×1.1″），190毫升　　重量：≤270克　　XHTF1021小型化铷原子钟自2008年3月开始立项，已经进行了5个批次的研制和生产，设计技术和生产工艺已经成熟。同时，该产品采用无铅生产工艺，生产过程不会对环境造成污染，不存在安全问题。产品经多方用户使用，现已向华为技术公司、大唐电信公司等通信设备制造商批量供货。下一步将利用国家发改委对本项目的资助提升研发和生产平台，从而提高产品产能以满足未来市场需求。