当期目录

2020年 第40卷 第3期    刊出日期：2020-06-25

上一期    下一期

长河二号授时监测接收机设计与实现

潘峰, 李国俊, 杨大峰

2020, 40(3):  1-5.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.01

摘要 ( 84 )   PDF (1352KB) ( 149 )  

相关文章 | 多维度评价

长波授时系统是目前国际上授时精度较高的大型地基无线电授时服务系统，其授时信号采用罗兰C信号发播体制，具有作用距离远、稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强等优点。针对GNSS信号在某些特定区域易被干扰、易失锁的问题，设计并实现了一种长河二号授时监测接收机，采用信号完好性检测、ASF（附加二次相位因子）时延修正等技术，实现了高精度、高可靠长波授时与时差监测，可作为GNSS授时的重要补充手段。

国家综合PNT体系中的罗兰C导航系统

张洪源, 徐兵, 李海波, 廖丁毅, 陈洪卿

2020, 40(3):  6-11.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.02

摘要 ( 178 )   PDF (2828KB) ( 205 )  

相关文章 | 多维度评价

根据国际、国内构建国家综合定位、导航和授时（PNT）体系和国外增强罗兰（Enhanced Loran-C navigation system，eLORAN）技术及其应用进展情况，分析讨论罗兰C导航系统（远程、低频、脉冲相位距离双曲线导航系统）的eLORAN现代化进程，探讨采用分布式局域eLORAN监测差分站技术，获取并发送实时发播时间改正、系统信号完整性以及地波二次相位因子（ASF）改正等相关信息到用户终端，提升罗兰C导航系统的PNT精度及其服务品质。此外，特别提出研制用户终端的小型化、模块化、智能化、芯片化工作，对拓展国产罗兰C系统应用和建设国家综合PNT体系的重要性。

小型磁选态铯原子钟产品化进展

陈江, 马沛, 王骥, 郭磊, 马寅光, 崔敬忠, 杨炜, 涂建辉, 刘志栋, 成大鹏, 朱宏伟, 郑宁, 黄良育, 杨军, 高玮, 董鹏玲

2020, 40(3):  12-16.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.03

摘要 ( 76 )   PDF (1727KB) ( 72 )  

相关文章 | 多维度评价

本文介绍了磁选态铯原子钟产品化进展情况，包括人们广泛关注的产品的性能指标测试、可靠性保证及寿命评估等，提出了铯束管采用单束束光学和电路采用了数字化技术是实现性能指标的基本保证；给出了产品化初期出现的一些故障现象及解决措施，以及为进一步提高可靠性开展的环境适应性试验；并讨论了电子倍增器寿命评估方法，提出寿命评估公式，对铯钟的寿命给出了评估结果。最后提出了产品化过程中还需要进一步探索的问题，不仅对磁选态铯原子钟的产品化有帮助，而且对光抽运铯钟甚至其他种类原子钟的产品化亦有参考价值。

主动光频标的研究进展

史田田, 潘多, 缪健翔, 陈景标

2020, 40(3):  17-21.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.04

摘要 ( 30 )   PDF (925KB) ( 95 )  

相关文章 | 多维度评价

传统被动光钟激光锁频系统的频率稳定度最终受限于由布朗运动导致的腔长热噪声，是目前光频标发展面临的主要技术瓶颈之一。主动式新型光频标利用光学谐振腔的弱反馈在原子跃迁能级间形成多原子相干受激辐射，该受激辐射输出信号可直接作为钟跃迁信号使用，相比于被动光钟，主动光中原理上可实现更窄的量子极限线宽，并具有腔牵引抑制优势。分别介绍了国内外在主动光频标研究现状，主要介绍北京大学在该研究方向取得的理论及实验研究进展。为了实现窄线宽连续型主动光频标，提出双波长好坏腔方案减小剩余腔牵引效应对四能级主动光钟的影响，其中Nd:YAG 1 064nm好腔激光和铯原子1 470nm坏腔激光共腔输出，分别工作在好、坏腔区域，好腔激光通过Pound-Drever-Hall(PDH)稳频技术锁定主动光钟谐振腔的腔长，由于坏腔激光相比于好腔激光具有腔牵引抑制优势，因此坏腔激光线宽有望在腔长锁定之后的好腔激光的基础上进一步压窄。目前两套双波长系统的1 470nm钟激光拍频线宽受限于两个谐振腔腔长的相对抖动，为了抑制共模噪声对钟激光拍频信号的影响，并验证采用PDH稳频技术实现腔长锁定的可行性，本文利用相位锁定技术同步两套双波长好坏腔系统的谐振腔腔长，从而消除腔长共模噪声对钟激光拍频线宽的影响，进而分析除剩余腔牵引效应以外的其他因素对1 470nm主动光频标的影响。

基于相干极化调制的小型化CPT原子钟进展

李青林, 云恩学, 鱼少少, 李晓东, 张树宏, 句博文, 王鑫, 郝强, 高玉平, 张首刚

2020, 40(3):  22-26.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.05

摘要 ( 49 )   PDF (909KB) ( 84 )  

相关文章 | 多维度评价

基于相干布局囚禁（Coherent Population Trapping）的被动型气泡原子钟，因其优良的短稳2E-13@1s和中期稳定度2.5E-15@10⁴s，而成为高性能原子钟的有力竞争者。本文基于一种新构型来探索实现高性能小型化CPT原子钟。我们通过3.4GHz微波直接调制分布式布拉格反射(DBR)激光器产生相干双色光，同时在微波和激光光束上分别施加同步的相位调制和偏振调制，实现相干极化调制，获得了较高对比度（14.7%）和较窄线宽（416Hz）的CPT共振信号。该方案采用直接调制技术使原子钟系统体积、复杂性和环境敏感性都得到减小，这使得高性能CPT原子钟的小型化成为可能。

汞离子微波频标汞光谱灯设计

王暖让, 陈星, 赵环, 葛军

2020, 40(3):  27-30.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.06

摘要 ( 23 )   PDF (1151KB) ( 44 )  

相关文章 | 多维度评价

汞离子微波频标由于其体积小、指标高的优势，未来将在卫星导航、深空探测和守时中得到广泛应用。汞离子微波频标的优势在于利用汞灯进行抽运，可实现小型化。而汞灯的指标会限制汞离子微波频标的物理极限，因此汞灯的设计尤其重要，通过大量的实验完成了汞灯的设计。测试指标如下，功率稳定度大约2.5%，测试时间为3天；194nm与253nm谱线能量比约1/45，通过滤光泡可改善为1/3。

随机追踪策略预测钟差的理论分析

王玉琢, 高源, 徐清华, 张爱敏

2020, 40(3):  31-34.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.07

摘要 ( 43 )   PDF (641KB) ( 40 )  

相关文章 | 多维度评价

稳健流逝性是时间区别于其它物理量的重要特征，决定了时间计量的滞后性。为了保障未来时刻的准确性，时间信号的预测及控制尤为关键。从理论视角分析了随机追踪策略的基本原理、预测不确定度以及关键参数优化等问题，明确了随机追踪预测钟差的运行机理，并进一步阐述了该方法的适用性，同时提出两点进一步改进的研究思路。

国产皮秒级商用MTIM测量仪比测

张军, 陈明, 陈洪卿

2020, 40(3):  35-39.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.08

摘要 ( 57 )   PDF (1400KB) ( 41 )  

相关文章 | 多维度评价

介绍国产皮秒级商用多通道时间间隔测量仪（MTIM）随同北斗导航系统建设的发展历程，通过在工程应用中比较分析国产MTIM测量仪与外国知名厂商MTIM测量仪比对测量数据，结果表明，国产MTIM测量仪的测量分辨力优于10ps，测量噪声小于15ps，测量不确定度小于20ps，通道固定时延随温度变化的温度系数小于1ps/℃；单批次、数十台、数以百计的高性能MTIM测量通道被用户合格验收。这表明小批量产的国产皮秒级商用MTIM测量仪足以比肩于国外同类知名产品。

量值传递技术

OPC UA技术在智能校准系统中的应用

丁蔚, 彭诚, 李军, 侯旭玮

2020, 40(3):  40-45.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.09

摘要 ( 84 )   PDF (1569KB) ( 40 )  

相关文章 | 多维度评价

为提高手持式数字万用表检定系统的自动化程度，结合机器人、工业相机、传感器等具有一定智能技术的设备，研制手持万用表的全自动校准系统。针对系统基于LabVIEW构建的上位机和基于PLC技术构建的下位机之间如何实现安全、稳定的实时数据交互，提出基于创建共享变量的传统技术和基于OPC UA新一代通信技术的两种通讯方法。通过工程实现，充分验证了基于OPC UA技术的新方法实现LabVIEW和PLC通信的可行性，该方法具有开发周期短、稳定性高、响应性快、实时性强等优点，同时编程工作减少，代码更简洁美观，降低维护难度。

在片校准标准件基底边界条件影响

霍晔, 王一帮, 吴爱华, 杜静, 栾鹏, 张晓云

2020, 40(3):  46-50.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.10

摘要 ( 38 )   PDF (887KB) ( 46 )  

相关文章 | 多维度评价

通过分析国内外校准标准件物理边界条件，研究不同校准基底的物理边界条件对共面波导（CPW）传输线特性和校准准确度的影响。研制了W波段砷化镓衬底的多线TRL在片校准标准件，将在片校准标准件分别放置在金属卡盘、玻璃片、吸波材料三种校准基底上。用三种不同校准基底的校准标准件对试验装置校准后，分别提取了CPW传输线的衰减常数、相对介电常数和特征阻抗，并对商用校准标准件104-783A的短路标准和传输线标准进行了测试，验证了结果的合理性。

精密测试技术

准远场天线测量修正方法研究

邝浩欣, 王晓飞, 栗曦, 陈海英, 蔡洪伟

2020, 40(3):  51-55.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.11

摘要 ( 59 )   PDF (1652KB) ( 51 )  

相关文章 | 多维度评价

远场测量是获得天线辐射特性的一种常用方法。然而对于一维电尺寸大，另一维电尺寸小的天线，如基站天线，由于场地因素的限制，往往不能满足远场测量条件，用近场测量又费时费力。在这种准远场条件下，天线测量结果与远场情况下的测量结果有较大差异。本文基于柱面波展开，给出了一种由准远场距离上测得的方向图计算远场的理论计算方法，经过该算法补偿后的结果与理论计算结果吻合很好，从而验证了算法的正确性。

DME询问信号捕获的设计与实现

方成

2020, 40(3):  56-60.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.12

摘要 ( 48 )   PDF (1220KB) ( 46 )  

相关文章 | 多维度评价

捕获询问信号是DME地面设备的一个重要功能组成部分。现役的地面设备中大多使用的捕获单元为分离器件电路设计，其电路复杂，控制难度大，改进与维护成本高。针对这些问题，本文设计采用ADC结合FPGA作为主要功能器件，并通过软件算法完成数字滤波、脉冲峰值提取和半幅点计算，实现询问信号的识别与捕获。不仅大幅减少元器件的使用，缩小设备体积，还可提高扩展性与可靠性。结合机柜验证测试，结果符合设计要求。

一种地震动信号特征提取与分类方法

常克武, 郭慧杰

2020, 40(3):  61-64.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.13

摘要 ( 52 )   PDF (1221KB) ( 75 )  

相关文章 | 多维度评价

为了实时检测、识别和预警对地下基础设施的挖掘破坏活动，本文提出一种地震动信号特征提取与分类方法。通过提取小波包变换域和集合经验模态变换域的多域能量联合分布特征向量，构建改进的径向基神经网络分类模型，利用机器学习的方法提取稳定的信号多域融合特征，并实现准确的信号特征分类预测。由多类别挖掘信号的仿真实验结果可以看出，本文的算法和模型能有效提升地震动信号分类的准确率，对地震动干扰信号具有较强的鲁棒性。

基于遗传基因算法的中子能谱解谱程序研究

李玮, 焦听雨, 李晓博, 刘蕴韬

2020, 40(3):  65-68.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.14

摘要 ( 52 )   PDF (1165KB) ( 75 )  

相关文章 | 多维度评价

中子能谱解谱是制约中子能谱测量技术发展的瓶颈。遗传基因算法是人工智能领域一种全局收敛算法。通过探讨遗传基因算法在中子解谱领域的应用，基于遗传基因算法开发了中子能谱解谱程序，在多球谱仪中子能谱测量中取得了较好的结果。利用多球谱仪测量了²⁴¹Am-Be中子源和²⁵²Cf中子源中子能谱，与ISO8529推荐的标准谱进行了比较，验证了遗传基因算法解谱结果的可靠性。

高能(450 kV)X射线参考辐射场附加过滤研究

徐阳, 高飞, 赵瑞, 王波, 林敏, 倪宁

2020, 40(3):  69-74.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.15

摘要 ( 39 )   PDF (732KB) ( 65 )  

相关文章 | 多维度评价

利用MCNP程序对450kV X光机建立模型，计算各参考辐射质下的原级谱、平均光子能量。对ISO 4037-1中已有范围的管电压与附加过滤片厚度关系曲线进行二次拟合，确定模拟厚度范围。利用MCNP计算各附加过滤组合下的平均光子能量值，并与外推法得出的平均光子能量值进行对比，将相对偏差最小时的附加过滤作为最终确定值。从部分能量点的模拟与测量结果的对比可看出，模拟得出的平均光子能量在2%以内与PTB及中国计量院测量结果保持一致，附加过滤最大相对偏差为18%。

基于改进深度学习模型的焊缝缺陷检测算法

谷静, 谢泽群, 张心雨

2020, 40(3):  75-79.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.16

摘要 ( 51 )   PDF (1292KB) ( 91 )  

相关文章 | 多维度评价

针对传统深度学习模型在进行焊缝缺陷检测时对小缺陷目标检测效果不理想问题，提出基于改进深度学习Faster RCNN模型的焊缝缺陷检测算法，算法通过多层特征网络提取多尺度特征图并共同作用于模型后续环节，以充分利用模型中的低层特征，增加细节信息；改进模型的区域生成网络，加入多种滑动窗口，从而优化了模型锚点的长宽比设置，提高检测能力。实验表明，改进Faster RCNN模型取得最优的缺陷检测结果，对于小缺陷目标仍取得较好的检测精度，从而验证了算法的有效性。

集成学习在高误码率下AOS协议识别中的应用研究

朱明, 王春梅, 姚秀娟, 李雪

2020, 40(3):  80-87.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.17

摘要 ( 45 )   PDF (1072KB) ( 46 )  

相关文章 | 多维度评价

针对天基网络中高误码率的传输特点，为保证各个异构网络之间数据能够高效可靠的传输，采用空间链路层高级在轨系统协议设计一种基于集成学习的识别方法。该方法采用集成学习模型，学习AOS协议数据，构建基于集成学习的AOS协议识别模型，实现AOS协议的准确识别，并在高误码率情况下进行实验验证。实验结果表明，集成学习模型在AOS协议识别方面具有较好的识别效果，识别运行效率有显著提升，且在较高误码率即10^-1时依然可以保持稳定的识别效果。

计量保障技术

雷达TR生产线测试系统远程现场整体校准技术研究

楼红英, 杨忠, 沈保龙, 陈效杰

2020, 40(3):  88-93.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.18

摘要 ( 43 )   PDF (1941KB) ( 41 )  

相关文章 | 多维度评价

针对TR生产线中，用于多品种、小批量产品测试的大型测试系统在质量控制、现场快速、整体校准等方面存在的计量难点和痛点问题，设计标准化、通用化的现场传递标准件和统型的计量适配器，并建立远程计量管控系统，以信息化平台为支撑，攻克远程自动在线计量大型系统级设备整体校准等难题，实现雷达TR生产线测试系统远程自动现场整体快速校准。

测量设备校准周期调整方法研究

王瑞宝, 潘德祥

2020, 40(3):  94-100.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2020.03.19

摘要 ( 55 )   PDF (1105KB) ( 62 )  

相关文章 | 多维度评价

为了选择适合的后续校准周期，通过历史校准数据研究了测量设备校准周期的调整方法。从算法描述、案例分析等方面对校准参数量值预测类方法、周期预测类方法、加权平均法等方法以及周期调整应用软件的发展，进行了分析和研究。结果表明参数量值预测类方法和统计法复杂，准确度高；反应法和改进反应法简单、易行；加权平均法对于多参数、多设备的测量系统具有优势。每种方法都有其特点和适用范围，在实际校准工作中应该根据参数和设备类型、特点、数量，校准过程特点、成本，综合选择校准周期调整方法。