天穹電子研制成功我國首個藍寶石時鐘

11月的蓉城，金秋送爽。第二屆“雷達與未來”全球峰會成功舉辦，這是一次雷達行業盛會，行業大咖云集，探索雷達未來發展；各廠商均展出自己最先進的產品，此次展會將促進雷達未來的發展。

隨著現代雷達探測精度的提升，雷達對于頻綜的低相位噪聲提出了越來越高的要求，采用晶振額倍頻裝置難以滿足高精度雷達的需求。本次展會中，園區企業展商長沙天穹電子科技公司發布了國內首臺藍寶石時鐘。該時鐘利用藍寶石介質的超低損耗構建高能的電磁諧振模式，該模式聚集了高電磁能量且損耗低，因此構建的振蕩器具有極高的穩定性。 

時間頻率是七個物理量中精度最高的；目前原子鐘的測量精度可達1E-19量級，遠高于其他物理量的測量精度。由于頻率測量的高精度，許多高精度測量都轉到頻域進行測量；甚至物理量的定義都依賴于頻率；比如米的定義：“光在真空中行進1/299 792 458秒的距離”；但在許多場合，準確度沒有精度更重要；原子鐘依賴于原子能級躍遷產生的頻率，這個頻率在檢定和鎖定過程中存在誤差，導致原子鐘精度不高，但準確度高；藍寶石時鐘是另一種時鐘，其準確度不如原子鐘，但精密度遠高于原子鐘；每一個振蕩周期類似，相鄰周期誤差極小，就像投飛鏢；雖然飛鏢并不瞄準靶心，但所有飛鏢全部落到一個極小的范圍，每個飛鏢都是一樣的。

而對于氣象雷達，由于依賴信號的回波進行檢測，雷達頻綜對于信號頻率準確度要求不高，而對信號頻率精密度要求極高，而藍寶石時鐘就是這樣一種信號頻率精密度極高的產品。采用藍寶石時鐘作為雷達頻綜基準，可使發射機相位噪聲譜密度降低,雷達改善因子提高,顯著提升氣象雷達的探測性能。

藍寶石時鐘還可廣泛應用于精密物理測量，比如高性能原子鐘利用原子的能級躍遷來獲得穩定的頻率，然而原子鐘內部需要一個超穩微波源進行激勵，當藍寶石時鐘作為該激勵源時，由于其超穩性能將降低信號合成噪聲，提升原子鐘的輸出的穩定性。

在量子計算領域藍寶石時鐘可提高量子比特的穩定性，從而提升量子計算效率。傳統的計算機將電流斷開、開通產生一個二進制比特信息，被 0 或 1 表達；而量子計算機依靠量子比特，量子比特是一種復雜的疊加態，同時可能是1，也有可能是0，其效果是極大的增加了量子比特能編碼的信息，但量子比特的麻煩在于，它們是瞬時變化且不穩定的；需要一個極為穩定的時鐘來同步多個量子設備。藍寶石時鐘將產生與量子比特同頻的主時鐘信號，實現了量子比特的計算

未來的寬帶通信向高速率、高帶寬的方向發展，藍寶石時鐘可作為寬帶通信的頻率基準，降低由于頻率抖動帶來的誤碼率，解決制約寬帶通信速率提高的瓶頸技術，提升寬帶通信的性能。未來的儀器設備從高速模數轉換器和數模轉換器（ADC/DAC)到雷達和基礎研究應用，都需要信號有更好的頻率穩定性和頻譜純度。藍寶石時鐘為信號分析儀、網絡分析儀、信號源等儀器的模數和數模轉換提供超穩基準源，大幅減少采樣噪聲，提升信號分析準確性和精度，為5G、6G和毫米波等高頻信號分析提供技術保障。