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美国空军授予频率电子公司1940万美元开发空间用定位、导航和授时的抗辐射原子钟

美国空军研究实验室(AFRL)周三宣布与频率电子公司签署一份价值1940万美元的为期七年的合同,用于“空间合格原子钟计划”。


项目背景

美国空军定位、导航和授时(PNT)专家寻求网络和抗辐射原子钟技术,以用于需要高度同步的全球定位系统(GPS)等航天卫星,最终从7个申请者中选择了美国频率电子公司(Frequency Electronics Inc.)为其提供相关解决方案。


项目概要

频率电子公司的工程师将为美国空军构建并演示符合空间要求的高性能原子频率标准(AFS)系统,以用于需要高度同步的航天卫星。从这个项目中获得的技术将有助于空军空间系统中的授时应用,并最终实现在航天器飞行实验中演示合格的原子钟。


环境考虑

除了进行苛刻的在轨热循环实验外,AFS必须能够在恶劣的发射环境中生存并运行,包括高过载荷、振动和高冲击事件。


抗辐射设计

AFS将首先进行空间抗辐射设计,以在中地球轨道(MEO)正常运行两年。可追溯的初步设计评审(PDR)设计期望是完全抗辐射并且可以在MEO的使用寿命长达10年。AFS可追溯的PDR设计应该完全抗辐射并且可以在MEO上运行的寿命为10年。


尺寸、重量和功率参数

AFS应满足下表所示的大小、重量和功率目标。

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原子频率标准性能参数

AFS应满足下表所示的时间或频率稳定性。

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技术目标

该抗辐射的空间用原子钟将搭载在未来导航技术卫星(NTS)-3开展空间实验和演示。空军研究人员预计,一个传统的铷原子频率标准(RAFS)和两个AFS时钟加上热控制将适合“渐进一次性运载火箭”(EELV)“二级有效载荷适配器”(ESPA)环的一个有效载荷端口。


AFS将支持标准的13.40134393 MHz正弦波输出,但也可能需要支持更快的速率,以适应未来“在轨可重复编程数字波形发生器”(ORDWG)的其他实验。


频率电子公司的专家将开发AFS硬件,要足够封闭以便最终成为美国GPS项目办公室的产品,还要足够开放以用于在轨实验,例如,揭示AFS对环境变化和卫星演习的敏感性,探索当地的位置不变性和时间膨胀效应,以及理解和减少整个授时系统的危险操作概念。


频率电子公司工程师还将通过关键任务的关键功能设计进行AFS的开发,以抵御网络攻击。他们还将对系统的可制造性和可负担性进行制造准备评估。


时间节点

根据合同安排,频率电子公司将在纽约尤宁代尔完成工作,截止时间为2025年9月。


关于频率电子公司

频率电子公司成立于1962年,现在是纽约长岛的知名上市公司,旗下有六家全资子公司,频率电子及其子公司是全球主要的精密授时和频率(PT&F)产品供应商,其产品主要用于商业和政府/军事系统供应商所需的地面、海运、机载及空间终端和平台。二十世纪九十年代中期,公司将自己从防务合同制造商转变为无线通信系统用同步语音、数据和视频传输的精密授时和频率产品的高科技提供商。公司还会继续支持美国政府国防或空间应用的产品,但也将更加重视商用现货(COTS)产品而不是合同项目。

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