МАЧ
Высокостабильный малогабаритный атомный стандарт частоты и времени
(Разработчик ООО «Новые энергетические технологии»)
Высокостабильный малогабаритный атомный стандарт
частоты и времени
Малогабаритные атомные часы – устройство генерации высокостабильных сигналов для обеспечения стабильной и помехоустойчивой работы всех типов современной и перспективной радиоэлектронной аппаратуры, а также для повышения качества навигации, развития систем связи и передачи данных.
Разрабатываемый стандарт частоты на основе эффекта когерентного пленения населённостей (КПН)
На рисунке представлена простейшая
блок-схема разрабатываемых атомных часов.
Атомными часы называются потому, что стабилизация частоты осуществляется привязкой к резонансу пропускания лазерного излучения атомами щелочного металла – а именно, к резонансу когерентного пленения населенностей. Именно использование этого эффекта позволяет сделать прорыв в развитии.
Поскольку атом – объект, не стареющий во времени, в отличие от кварцевых генераторов, и слабо подвержен внешним влияниям, то если в блоке «Электроника» имеется небольшой и экономичный кварцевый генератор, у которого заведомо высокая кратковременная стабильность и его мы «привязываем» на атомный резонанс - тем самым получаем маленький прибор с высокой и кратковременной, и долговременной стабильностью!
Сравнительные характеристики различных
высокостабильных генераторов
|
Характеристики продукта |
Малогабаритные атомные часы на эффекте КПН |
Традиционные компактные рубидиевые стандарты |
Прецизионные кварцевые генераторы (OCXO) |
|
Долговременная относительная нестабильность частоты, за 1 час |
5*10-12 |
10-12 |
10-10 |
|
Стоимость, тыс.руб. |
менее 30* |
100 |
18 |
|
Объём, см3 |
менее 50 |
400 |
60 |
|
Потребляемая мощность, Вт |
0,3 |
~12 |
~3 |
Конкурентами нашему продукту, как я уже говорил, являются прецизионные кварцевые генераторы (с двойным термостатированием) и рубидиевые стандарты частоты.
Из таблицы видно, что наш продукт обладает существенно меньшим энергопотреблением, размером при сохранении высокой стабильности, характерной для атомных стандартов частоты.
Разработкой атомных часов, основанных на эффекте КПН, занимаются во всем мире: наиболее активно в США, России, а также во Франции, Израиле, Китае, Канаде, Швейцарии.
Применения малогабаритных атомных часов
ГЛОНАСС/GPS навигация
Создание более помехоустойчивых приёмников сигналов ГЛОНАСС и GPS с малым
временем старта и высокой точностью навигации. Обеспечение устойчивой навигации в сложных условиях, а также в городских застройках.
Навигация невозможна без чрезвычайно точных счетчиков времени, а значит любому навигационному устройству нужно иметь внутри себя такой счетчик. Однако современное развитие компонентной базы не позволяет встраивать в компактные устройства такой счетчик из-за его размеров и энергопотребления. Поэтому проблема решается тем, что навигаторам необходим прямой канал постоянной синхронизации со атомными часами на спутнике, что накладывает ограничения на скорость работы навигаторов и их помехоустойчивость, увеличивает время «холодного запуска» до 10 минут.
По-прежнему актуальной и нерешенной является задача обеспечения качественной навигацией (а значит быстрой и помехоустойчивой) в любых условиях:
Инерциальнаянавигация
Навигация без использования сигналов спутников.Системы навигации с использованием IT-решений.
Синхронизация
объектов в распределенных и многоагентских
сетях
Синхронизация оборудования и передачи данных в «облачных» сетях, интеллектуальных энергосетях и др. Повышение функциональности многоагентских сетей.
Скорости цифровых сетей, в т.ч. беспроводных постоянно
возрастают – постоянно повышаются требования к стабильности
опорных генераторов и часов, используемых для синхронизации
телекоммуникационного оборудования.
Телекоммуникация, мобильные решения
Беспроводная связь, системы синхронной широкополосной связи с кодированием и спектральным уплотнением каналов
Актуально применение сверхстабильных часов в системах мобильной защищенной широкополосной связи с быстрой модуляцией несущей частоты, телекоммуникационных системах кодирования сигналов.
Локация
Развитие перспективных методов многопозиционной локации «скрытых» и слаборазличимых объектов
Встраиваемые системы
Встраиваемые системы автоматического управления сложными объектами и процессами и обеспечения безопасности
Синхронизация, навигация и прецизионные измерения времени в отсутствии сигналов спутников