军工、航天与电信主时钟用 OCXO：L1 级时序基准怎么选？

在很多工程师眼里，“时钟就是一个晶振 + 若干倍频芯片”。但当系统来到 雷达、卫星通信、军工通信、电信主时钟 这些 L1 级应用时，普通晶振或 TCXO 已经不够用了——这时通常需要上 OCXO（Oven Controlled Crystal Oscillator，恒温晶体振荡器） 来充当整机的“心脏”。

本文结合 FCom Fuji Crystal 的产品组合，从系统工程角度简单聊聊：为什么 L1 场景普遍选择 OCXO、典型规格大致在什么水平、以及几款适合军工/航天/电信主时钟的器件参考。

详细产品参数与结构图，见官方产品页：
? 军工、航天与电信主时钟 OCXO 系列产品页

1. 为什么 L1 场景普遍用 OCXO？

和普通晶振、TCXO 相比，OCXO 的最大特点是：给晶体“单独开了一个恒温小烤箱”。通过温控，让晶体一直工作在一个相对稳定的温度点，从而把温漂和短期抖动压到很低。

在以下场景里，这种复杂度和成本是值得的：

• 雷达与航天载荷
  • 发射 / 接收链路需要长时间保持严格的相位一致性
  • 多通道波束形成、脉冲压缩对相位噪声十分敏感
• 电信主时钟 / PRTC / PRC
  • 需要满足 ITU-T 对频率精度、持时性能（Holdover）的要求
  • GNSS 信号丢失时，仍要靠本振维持网络同步
• 高端测量与频率标准
  • 计量级别的频率源，需要 ppb 级甚至更优的稳定度
  • 相位噪声、长期老化都必须可控

简单一句话：只要系统对“频率偏差、相位噪声、Holdover”非常敏感，就很难绕开 OCXO。

2. 军工 / 航天 / 电信主时钟场景下，OCXO 主要看什么？

不同项目的参数重点不一样，但在 L1 级应用中，一般会同时关注：

• 频率稳定度
  • 典型指标在 ±10 ppb 量级
  • 有些型号可提供更严的定制等级
• 工作温度
  • 军工 / 航天项目常见：–40 ~ +85 ℃，甚至更宽
  • 电信机房也可能需要保证在整机散热不理想时仍能稳定工作
• 相位噪声性能
  • 直接影响雷达旁瓣、EVM、相干检测性能
• 封装尺寸与安装方式
  • 机载 / 车载 / 模块化设备：倾向于 SMD 小封装
  • 机架式、地面站：DIP 或较大 SMD 也可以接受
• 供电与功耗
  • 3.3 V / 5.0 V 常见
  • 航空、车载电源预算紧张时，功耗也是关键约束

3. FCom Fuji Crystal 的 OCXO 组合一览（工程师视角简要归类）

FCom Fuji Crystal 针对军工、航天与电信主时钟应用，形成了一组相对清晰的产品序列，可按 封装尺寸 / 使用场景 这样粗略记一下：

3.1 体积受限场合：小型 SMD OCXO

• FOC-5S-LN

  • 大致尺寸：14.7 × 9.6 × 8.2 mm SMD
  • 典型稳定度：约 ±10 ppb 等级
  • 适合：机载、车载、紧凑型雷达模块、小型基站、便携式设备等
  • 特点：在紧凑封装内做了相位噪声优化，适合对噪声特别敏感又没有太多板面积的项目

• FOC-7S

  • 大致尺寸：9.7 × 7.5 mm SMD
  • 部分子系列采用 AT / SC-cut 结构
  • 适合：体积和功耗都被严格限制的边缘节点、小型仪器

3.2 “常规体积” SMD OCXO：雷达 / 基站 / 主时钟

• FOC-6S
  • 封装约为 25.4 × 22.1 × 11.0 mm SMD
  • 使用 SC-cut 晶体，稳定度可做到 ppb 级
  • 场景：地面雷达、通信基站、同步主时钟等
  • 特点：在占板面积和性能之间做了一个工程上比较“舒服”的折衷

3.3 DIP OCXO：地面站与实验室偏好的“老牌形态”

• FOC-4D
  • 封装约 36.3 × 27.2 mm DIP
  • 偏“重型”的高可靠结构，适合地面雷达站、卫星地面站、实验室频率基准等
• FOC-1D / FOC-2D / FOC-3D 系列
  • 尺寸覆盖 20.3 × 12.7 mm 至 25.4 × 25.4 mm 等不同规格
  • 常见于传统电信设备、数字交换系统、高精度测量设备

上面只是方便工程师选型时的“速记分类”，具体相位噪声曲线、老化数据、供电与输出形式，需要参考官方规格书。
? 详细资料：
军工、航天与电信主时钟 OCXO 系列产品页

4. 在系统架构里，OCXO 一般扮演什么角色？

可以粗略把 L1 场景拆成两个典型用法来看。

4.1 雷达 / 卫星通信链路中的“母钟”

• OCXO 输出 10 MHz / 20 MHz 等基准频率
• 频率合成器（PLL、整数/小数分频等）把该基准搬运到微波 LO 频段
• 射频前端、IF 链路、数字信号处理链路共同依赖这个基准保持相位一致
• 相位噪声直接决定了系统的杂散、旁瓣、测距精度等指标

4.2 电信主时钟与 PRTC/PRC 中的“Holdover 核心”

• 短期频率稳定和抖动性能由 OCXO 决定
• 长期准确度来源于 GNSS、上级同步链路（SyncE、IEEE 1588 等）
• 当上游参考掉线时，控制算法会切换到 “Holdover”，这时整个网络的频率漂移基本由 OCXO 的长期稳定度与老化特性决定

5. 选型小提示（面向工程师和采购）

如果你正在做军工 / 航天 / 电信相关项目，可以从以下几个问题出发：

1. 系统体积与功耗预算如何？

   • 若板空间非常紧张，优先看 FOC-5S-LN、FOC-7S 等小型 SMD 系列
   • 若机架式或机柜空间宽裕，FOC-6S、FOC-4D 这类更“大”的 OCXO 会在热设计和机械可靠性上更从容

2. 对相位噪声和稳定度的要求？

   • 雷达、相干通信优先拉齐相位噪声指标
   • 电信主时钟则要同时看 Stratum 3/PRTC/PRC 规范和平滑保持性能

3. 环境与可靠性指标？

   • 军工项目常见：宽温、振动、冲击、长期老化
   • 可以结合项目规范向原厂确认是否有额外筛选方案

6. 更多资料与交流方式

• 官方繁体中文产品页：
  ? 军工、航天与电信主时钟 OCXO 系列（ft.fujicrystal.com）
• FCom Fuji Crystal 还提供 TCXO / VCXO / 频率晶体等完整时序器件组合，可覆盖从 L1（军工、航天、计量）到 L6（消费类、穿戴、RTC）的不同应用层级。

如果论坛里有正在做雷达、卫星通信或运营商设备的工程师，也欢迎在评论区交流：
你在设计主时钟链路时，最头疼的约束是什么？板空间、功耗，还是规范里苛刻的相位噪声/稳定度要求？