当期目录

2020年 第40卷 第1期    刊出日期：2020-03-25

上一期    下一期

论文

我国早期原子钟研制历程回顾

王义遒

2020, 40(1):  1-11.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.01

摘要 ( )   PDF (17966KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

“2019全国时间频率学术会议”是由四个专业委员会联合每两年举办一次的20周年纪念会。20年来，我国原子钟事业已有长足发展，成为世界上原子钟研制与开发的大国。但总体上说，我们的工作还是以跟随为主，真正属于自主创新的较少。不改变这种局面，我们还难以成为独立自主的时间频率强国，为国家经济和国防建设作出应有贡献。本文回顾了我国原子钟研发的情况，提到一些从基础研究上属于原始创新的案例。阐述了这些案例是在简陋的实验条件下依靠对原子钟内各类实验现象进行深入的物理分析基础上出现的。同时，也指出了在比较粗糙的工艺条件下实现精细的技术指标中能工巧匠所起的特殊作用。文章也约略提到国内各单位间无私协作的崇高精神。本文将讲述一些故事，并就原子钟产业的问题表示一点看法。中国要实现“强国梦”，阻力和困难还很多很艰巨，我们必须拥有丰富的原始创新来加以克服。为此，坚韧的奋斗钻研精神和传统仍不失借鉴与继承意义。

高稳定度低温蓝宝石微波频率源设计

朱玺, 陈海波, 黄凯, 高连山, 王亮

2020, 40(1):  12-16.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.02

摘要 ( )   PDF (978KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

利用蓝宝石晶体在低温下具有低损耗的特点，设计并研制了本征模式为WGH_12,0,0的蓝宝石微波腔。当温度稳定在6.4K时，其Q值能够达到4.0×10⁸。以此微波腔为基础，形成正反馈振荡回路，并根据POUND电路原理对环路中振荡信号的相位进行控制，提高整机稳定度指标。为满足频率互比测试的需求，采用共用一个低温装置的方案，构建了两台低温蓝宝石微波源，一路输出频率为9.204GHz，另一路输出频率为9.205GHz，两路信号混频，并用时间间隔计数器测量差频信号的频率。经计算，低温蓝宝石微波频率源的秒级频率稳定度达到了3.28×10^-15。

采用铯束管荧光稳频技术的小型光抽运铯原子频率标准

赵杏文, 陈海军, 杨林, 韦强, 李东旭, 李宇奥

2020, 40(1):  17-22.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.03

摘要 ( )   PDF (1215KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

对于小型光抽运铯原子频率标准来说，激光稳频参考源的稳定性决定了激光系统的频率稳定性，进而决定了整机的频率稳定度指标。激光稳频可以采用饱和吸收稳频和铯束管荧光稳频两种方案。经对比了采用这两种激光稳频方式的整机指标，取得了初步的结果：与采用饱和吸收稳频相比，采用铯束管荧光稳频后，整机的短期稳定度指标没有明显恶化，长期稳定度指标有了明显提升，3.21E-14/100 000s，1.13E-14/400 000s，未出现闪变平台，仍在继续测试中。结果显示，铯束管荧光稳频技术应用光抽运小型铯原子频率标准，具有提高整机长期稳定度指标和增强环境适应性的潜力。

盒栅式电子倍增系统在不同路径下的模拟计算研究

王运佳, 王一非, 高连山, 李巍

2020, 40(1):  23-28.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.04

摘要 ( )   PDF (2127KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

利用CST软件对不同路径的盒栅式电子倍增系统进行建模，将相邻打拿极的排布分为“Z”型和“U”型。模拟计算这两种最小打拿极排布单元及其衍生路径下，电子倍增系统内电场分布、电子运行轨迹和电子倍增增益的差异。模拟结果显示，不同打拿极排布下电子倍增系统内的电场分布差异不大，但电子运行轨迹和电子倍增增益差别显著。结合盒栅式电子倍增系统实际装配的合理性，通过计算分析得出打拿极排布的基本原则，并在八级打拿极结构的情况下，优化得出较合理的排布路径。

原子时系统主备钟同步技术研究

杨帆, 陈学军, 张然

2020, 40(1):  29-32.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.05

摘要 ( )   PDF (900KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

主钟系统作为原子时系统的重要组成部分，其运行状态直接关系到整个原子时系统的性能。为了提高系统的可靠性，建立备份主钟系统尤为必要。本文围绕原子时系统中的主备钟同步技术开展相关研究，建立了主备钟同步系统。通过分析原子钟性能，建立钟差模型；并根据钟差模型对备份主钟的频率进行驾驭调整，实现主备钟之间的时间频率一致性。通过调整，原子时系统的主备钟时差可实时保持在1ns以内，频率偏差实时保持在10E-15量级，为原子时系统的主备无缝切换奠定良好基础。

基于北斗三号的长基线共视时间比对

武文俊, 王威雄, 王翔, 高喆, 安卫, 董绍武

2020, 40(1):  33-37.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.06

摘要 ( )   PDF (1504KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

卫星导航共视时间比对一直是远距离时间比对的重要方法之一。使用我国最新发射的北斗三号全球导航卫星，基于中科院国家授时中心（NTSC）和捷克光电研究院（TP）各自的时间产生和保持系统，开展了中捷北斗三号长基线共视时间比对试验。本文对中捷两站各自的北斗卫星可视数及其卫星高度角情况进行了统计分析，利用Vondark滤波对时间比对结果进行了降噪处理，最后将北斗三号共视时间比对结果与北斗二号及GPS共视时间比对结果进行了比较。结果表明：北斗三号在当前全球组网阶段中捷共视可视卫星数比北斗二号还少的情况下，其共视时间比对精度达到1.16ns，较北斗二号提升约19%，与GPS更为接近。

GPS多接收机组合的共视时间比对技术研究

张健, 董绍武, 武文俊, 王威雄, 郭栋, 袁海波

2020, 40(1):  38-45.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.07

摘要 ( )   PDF (2444KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

为提高GPS共视时间比对的性能，本文介绍了利用中科院国家授时中心（NTSC）和德国物理技术研究院（PTB）两个守时实验室的多台接收机，基于多接收机组合技术原理，构建了NTSC和PTB各自的多接收机组合系统，采用数据融合技术，计算得出两个多接收机系统的观测数据并进行了时间比对试验及性能分析。结果表明，多接收机组合不仅提高了GPS共视的可靠性和稳定性，且提高了时间比对链路的精度。多接收机链路共视时间比对结果的标准偏差STDEV为1.36ns，比单接收机链路时间比对结果的STDEV值平均提高了19.4%，日稳可达3.2×10^-14。

高频高稳恒温晶体振荡器设计

彭慧丽, 陈金和, 韩艳菊, 于德江, 乔志峰, 郑鸿耀

2020, 40(1):  46-50.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.08

摘要 ( )   PDF (925KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

本文采用低频高稳振荡与低噪声倍频相结合的方法，并进行精密控温设计，研制了一种高频高稳恒温晶体振荡器，输出频率为100MHz，短期频率稳定度可以实现2.68E-13/s，2.54E-12/100s，老化率优于7E-11/d，谐波优于-50dBc。经随机振动、冲击和温度冲击等环境试验考核，晶振试验前后频率变化均小于±5E-9，可以很好地满足多领域应用对高频高稳定信号源的需求，可靠性高，有利于简化系统构成，缩小设备体积。

多波段光谱辐亮度计量值溯源技术研究

王少水, 费丰, 赵发财, 孙权社

2020, 40(1):  51-55.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.09

摘要 ( )   PDF (749KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

光谱辐亮度计是实现空间遥感仪器在地面实验室内进行高精度光谱定标的关键设备之一，本文基于标准探测器的辐亮度传递原理，利用视场光阑、孔径光阑、窄带滤光片和光电二极管研制了10测量通道的遮光筒式多波段光谱辐亮度计，测量波长分布在（400~1 100）nm范围。具有校准通道，与积分球单色光源匹配使用，实现光谱辐亮度的量值溯源，测量不确定度优于2.2%。

无电压取样端直流稳定电源校准专用插头设计

荆晓冬, 郑世棋, 任宇龙, 李盈慧, 范雅洁, 杜蕾

2020, 40(1):  56-60.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.10

摘要 ( )   PDF (729KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

直流稳定电源在实际应用中，其稳压状态的输出电压在电源空载状态时和带载状态时存在一定差值，这个差值被称为稳压负载效应，直流稳定电源的稳压负载效应是体现其输出电压对输出回路中负载变化抑制能力的重要指标。直流稳定电源按其输出端可分为有、无电压取样端两种输出形式。通过分析常用直流稳定电源稳压负载效应校准的连线方法，针对无电压取样端的直流稳定电源设计了一款专用插头，在引入极小测量误差的情况下，使接线更为方便快捷，从而提高校准直流稳定电源的工作效率。

基于机器视觉的万用表数字识别技术研究

彭诚, 丁蔚, 侯旭玮, 李军

2020, 40(1):  61-66.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.11

摘要 ( )   PDF (1495KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

为提高手持式数字万用表校准系统的自动化水平，本文通过研究图像灰度阈值法、传统方法的目标分类和深度学习三种不同类型的字符识别技术，提出了两种基于机器视觉的数字识别方案。测试结果显示，两种方案的字符识别准确率均可达到99.8%，但其在硬件资源占比、编程难易程度上二者还存在显著差异。该机器视觉字符识别功能的成功开发与应用，可为更多无程控通信接口的计量测试设备，及一些不适于人工作业的危险计量工作环境进行类似的数字识别提供借鉴。

基于混响室的电磁环境及自然环境综合试验箱设计和仿真技术

武剑, 贾小青

2020, 40(1):  67-72.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.12

摘要 ( )   PDF (1090KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

本文提出一种基于混响室平台将电磁环境和自然环境结合的综合试验箱集成技术，该试验箱集成了环境试验条件和电磁辐射敏感度试验条件，可以在高低温、湿热、温度循环、温度冲击等多种环境条件下同时对电子设备施加电磁辐射干扰，考核电子设备在同施加环境应力和电磁应力的复杂条件下的适应性。经过设计、建造和测试，该集成技术满足各项预期指标并容易进行推广，可进一步降低设备试验成本。

多通道隔离电压采集板设计及验证

桑尚铭, 殷聪如, 温星曦, 张显, 罗震, 彭帅

2020, 40(1):  73-78.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.13

摘要 ( )   PDF (920KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

本文以卫星地面供配电测试阶段的母线电压及二次电源电压测量为背景，设计了多通道隔离电压采集板卡。首先归纳总结了卫星母线电压、二次电源电压及遥测指令信号典型接口电路，分析了以上几种电路的输出阻抗特点，然后设计了合理的隔离电路及测量电路，最后提出基于成熟的CPCI总线架构的模块化板卡方案实现测试设备的通用化设计及隔离性验证方法；经实际产品研制和系统测试，该板卡能够满足供配电地面测试设备对多通道隔离电压的采集需求。

基于RLS算法的阵列天线抗干扰性能研究

董浩, 丛伟杰, 商锋

2020, 40(1):  79-84.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.14

摘要 ( )   PDF (1006KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

本文基于空域调零算法中的递推最小二乘算法，对不同阵列天线模型进行了导向矢量的建立，使用MATLAB仿真对比了4元共形阵列天线与4元平面阵列天线在同一干扰信号下的抗干扰性能。验证分析表明，共形阵列天线存在阵元间信号接收增益不一致的现象，会影响算法的抗干扰性能。相比之下，平面阵列中的加心圆阵抗干扰效果较好且算法稳定性较高，能在干扰信号方向上产生准确的“零陷”。

卫星互联网用空间行波管非线性特性模拟

梁潇, 瞿波, 郭恒晖, 刘蒙蒙

2020, 40(1):  85-90.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.01.15

摘要 ( )   PDF (987KB) ( )  

相关文章 | 多维度评价

为了研究卫星互联网用空间行波管的非线性特性，本文使用行波管一维大信号模型，结合CST软件计算得到的行波管冷特性参数，基于MATLAB平台编写了数值计算程序。使用所编写的程序，以Ka波段和Q波段的两种空间行波管为模型，计算其调幅-调幅（AM-AM）和调幅-调相（AM-PM）的主特性，并同时计算了三阶交调失真（IMD3）和噪声功率比（NPR）。分析了输入功率的回退对这两种非线性特性的影响，并与矢量网络分析仪得到的实际测试结果进行了对比，三阶交调的计算结果与实际测试的误差在1dB以内。为高线性度行波管的设计提供模拟工具。