2022年11月的蓉城，金秋送爽。第二屆“雷達(dá)與未來(lái)”全球峰會(huì)成功舉辦，這是一次雷達(dá)行業(yè)盛會(huì)，行業(yè)大咖云集，探索雷達(dá)未來(lái)發(fā)展；各廠商均展出自己最先進(jìn)的產(chǎn)品，此次展會(huì)將促進(jìn)雷達(dá)未來(lái)的發(fā)展。

隨著現(xiàn)代雷達(dá)探測(cè)精度的提升，雷達(dá)對(duì)于頻綜的低相位噪聲提出了越來(lái)越高的要求，采用晶振額倍頻裝置難以滿足高精度雷達(dá)的需求。本次展會(huì)中，園區(qū)企業(yè)展商長(zhǎng)沙天穹電子科技公司發(fā)布了國(guó)內(nèi)首臺(tái)藍(lán)寶石時(shí)鐘。該時(shí)鐘利用藍(lán)寶石介質(zhì)的超低損耗構(gòu)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(gòu)建的振蕩器具有極高的穩(wěn)定性。

時(shí)間頻率是七個(gè)物理量中精度最高的；目前原子鐘的測(cè)量精度可達(dá)1E-19量級(jí)，遠(yuǎn)高于其他物理量的測(cè)量精度。由于頻率測(cè)量的高精度，許多高精度測(cè)量都轉(zhuǎn)到頻域進(jìn)行測(cè)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(jìn)1/299 792 458秒的距離”；但在許多場(chǎng)合，準(zhǔn)確度沒(méi)有精度更重要；原子鐘依賴于原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的頻率，這個(gè)頻率在檢定和鎖定過(guò)程中存在誤差，導(dǎo)致原子鐘精度不高，但準(zhǔn)確度高；藍(lán)寶石時(shí)鐘是另一種時(shí)鐘，其準(zhǔn)確度不如原子鐘，但精密度遠(yuǎn)高于原子鐘；每一個(gè)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(zhǔn)靶心，但所有飛鏢全部落到一個(gè)極小的范圍，每個(gè)飛鏢都是一樣的。

而對(duì)于氣象雷達(dá)，由于依賴信號(hào)的回波進(jìn)行檢測(cè)，雷達(dá)頻綜對(duì)于信號(hào)頻率準(zhǔn)確度要求不高，而對(duì)信號(hào)頻率精密度要求極高，而藍(lán)寶石時(shí)鐘就是這樣一種信號(hào)頻率精密度極高的產(chǎn)品。采用藍(lán)寶石時(shí)鐘作為雷達(dá)頻綜基準(zhǔn)，可使發(fā)射機(jī)相位噪聲譜密度降低,雷達(dá)改善因子提高,顯著提升氣象雷達(dá)的探測(cè)性能。

藍(lán)寶石時(shí)鐘還可廣泛應(yīng)用于精密物理測(cè)量，比如高性能原子鐘利用原子的能級(jí)躍遷來(lái)獲得穩(wěn)定的頻率，然而原子鐘內(nèi)部需要一個(gè)超穩(wěn)微波源進(jìn)行激勵(lì)，當(dāng)藍(lán)寶石時(shí)鐘作為該激勵(lì)源時(shí)，由于其超穩(wěn)性能將降低信號(hào)合成噪聲，提升原子鐘的輸出的穩(wěn)定性。

在量子計(jì)算領(lǐng)域藍(lán)寶石時(shí)鐘可提高量子比特的穩(wěn)定性，從而提升量子計(jì)算效率。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)將電流斷開(kāi)、開(kāi)通產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制比特信息，被 0 或 1 表達(dá)；而量子計(jì)算機(jī)依靠量子比特，量子比特是一種復(fù)雜的疊加態(tài)，同時(shí)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(shí)變化且不穩(wěn)定的；需要一個(gè)極為穩(wěn)定的時(shí)鐘來(lái)同步多個(gè)量子設(shè)備。藍(lán)寶石時(shí)鐘將產(chǎn)生與量子比特同頻的主時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了量子比特的計(jì)算

未來(lái)的寬帶通信向高速率、高帶寬的方向發(fā)展，藍(lán)寶石時(shí)鐘可作為寬帶通信的頻率基準(zhǔn)，降低由于頻率抖動(dòng)帶來(lái)的誤碼率，解決制約寬帶通信速率提高的瓶頸技術(shù)，提升寬帶通信的性能。未來(lái)的儀器設(shè)備從高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ADC/DAC)到雷達(dá)和基礎(chǔ)研究應(yīng)用，都需要信號(hào)有更好的頻率穩(wěn)定性和頻譜純度。藍(lán)寶石時(shí)鐘為信號(hào)分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、信號(hào)源等儀器的模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換提供超穩(wěn)基準(zhǔn)源，大幅減少采樣噪聲，提升信號(hào)分析準(zhǔn)確性和精度，為5G、6G和毫米波等高頻信號(hào)分析提供技術(shù)保障。

審核編輯 黃宇