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2022年 第42卷 第3期    刊出日期：2022-06-25

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量值传递技术

分区式线型阱设计及其离子囚禁性能分析

杨军, 朱宏伟, 刘志栋

2022, 42(3):  1-6.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.01

摘要 ( 42 )   PDF (1526KB) ( 102 )  

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基于分区式线型阱的汞离子微波钟已在国际上首次实现了空间在轨飞行验证，为今后深空探测技术领域实现单向导航奠定了基础。设计了一种基于“四极阱+十二极阱”的分区式线型离子阱，主要采用离子数密度分布模型，数值分析了轴向和径向的势阱结构特征，研究了该离子阱的离子囚禁性能，给出了囚禁离子的设计参数，估算了该离子阱应用于汞离子微波钟的二阶多普勒频移大小。论证了四极阱中实现光抽运与荧光探测，十二极阱中实现离子与微波相互作用及自由演化稳定存储功能的可行性。该项工作对于高性能离子囚禁钟和质谱仪的设计具有一定借鉴意义。

用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法

刘爽, 马红梅, 姜河, 龚鹏伟, 杨春涛, 谢文, 谌贝, 袁艳

2022, 42(3):  7-13.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.02

摘要 ( 40 )   PDF (2486KB) ( 219 )  

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EMI测量接收机作为电磁兼容测试中的关键仪器应用越来越广泛，但目前该类仪器的脉冲响应校准所用的标准源完全依赖于进口，国内尚无可替代的标准脉冲信号产生器。介绍一种用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法，首先建立标准脉冲信号的参数模型并对其进行数值分析和仿真，验证其符合CISPR 16-1-1标准的要求，之后搭建实验系统，利用标准脉冲信号生成软件控制任意脉冲信号发生器输出标准脉冲信号并对其进行补偿修正，获得符合CISPR 16-1-1标准要求的标准脉冲信号，该信号可用于EMI测量接收机脉冲响应的校准。

光信号眼图校准模块设计

高佳, 蔡蓓蕾, 李慧, 吕志祥

2022, 42(3):  14-17.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.03

摘要 ( 20 )   PDF (2081KB) ( 132 )  

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介绍一种新型光信号眼图校准模块的设计方法，给出了眼图测量的参数、眼图校准模块设计原理和试验装置的选择思路，充分考虑了可调谐激光器的出光功率、偏振方向、光调制启、微波放大器引入的误差以及被测设备自身的抖动、时基误差等因素，通过开展上升时间测试和抖动测试，分析了光接收机的带宽、抖动对标准眼图的影响，最后给出了试验结果，分析光信号的眼高度、眼宽度、消光比、光调制幅度、抖动与码速率、码长度、误码率参数的关系。

宽温度范围大口径高精度变温标准黑体辐射源研制

张玉国, 孙红胜, 王加朋, 杜继东, 郭亚玭, 张徐

2022, 42(3):  18-23.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.04

摘要 ( 38 )   PDF (1163KB) ( 79 )  

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红外成像探测系统的应用环境越来越复杂，工作适应温度范围低温可达到-50 ℃以下，高温可达到70 ℃以上。为满足相应要求，研制宽温度范围大口径高精度变温标准黑体辐射源，采用细分均匀加热、模糊PID自整定控制算法、双路配气保护等技术，满足高低温需求，同时开展腔型设计、超黑高发射率涂层等相应研究，保证了黑体辐射源的整体性能，确保完成相应功能。研制完成后，在高低温环境下进行了验证试验，可达到以下指标：有效发射率≥0.999，空腔开口直径≥60 mm，温度测量不确定度10 mK（k=2）。经验证，可满足宽温度范围条件红外探测系统的计量要求。

便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究

王子琳, 刘蕴韬, 高飞, 张昕宇, 刘佳瑞, 韦凯迪

2022, 42(3):  24-29.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.05

摘要 ( 36 )   PDF (2690KB) ( 98 )  

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便携式γ射线照射装置对于提高固定式X、γ辐射剂量仪检定率、解决现场校准难题具有重要意义，利用蒙特卡罗模拟与实验测量协同开展便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究。结果表明：蒙特卡罗方法可以模拟得到装置自身的散射辐射，实验测量只能获得照射装置以外辐射场中的散射辐射。利用MCNP程序F4卡和CF卡得到距放射源1 m处照射装置自身的散射贡献分别为13.07 %和4.55 %；反平方律实验和移出实验得到辐射场散射辐射贡献分别为0.2 %和3.94 %，满足ISO 4037-1:2019和GB/T 12162.1-2000的要求。该装置可用于固定式X、γ辐射剂量仪的现场校准。

H-450 X射线参考辐射质的研建及验证

杭仲斌, 王红玉, 杨静, 刘川凤, 滕忠斌, 徐阳, 韦凯迪, 耿璇, 张昕宇, 魏可新, 宋明哲

2022, 42(3):  30-35.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.06

摘要 ( 44 )   PDF (998KB) ( 108 )  

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根据PTB和ISO 4037-1:2019要求，关于高空气比释动能系列（H系列）X射线参考辐射质的推荐数据，外推得出H-450的附加过滤为6.24 mm Cu，第一半值层（HVL_1st）为(5.39~5.52)mm Cu，平均光子能量为(214.25~214.78)keV，剂量率为11.51 Gy/h（距离焦斑为1 m处，管电流为10 mA）。随后，使用PTW32005电离室作为测量器具，采用半值层法建立H-450 X射线参考辐射质，得出HVL_1st为5.37 mm Cu，第二半值层（HVL_2nd）为5.97 mm Cu，同质系数为0.9。最后，使用PTW30013次级标准电离室测量得出H-450 X射线参考辐射质下距离焦斑1 m，管电流为10 mA时的剂量率值为11.98 Gy/h，与理论值的相对误差为4.07 %。采用MCNP 5软件对H-450 X射线参考辐射质进行能谱模拟并计算得出其平均光子能量为200.4 keV。

地面放射性测量模型γ剂量率值空间分布规律研究

欧阳游, 张长兴, 刘姗姗, 杜晓立, 孙陶

2022, 42(3):  36-43.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.07

摘要 ( 47 )   PDF (1223KB) ( 95 )  

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地面模型是根据IAEA174号报告研建的用于校准便携式γ能谱仪、γ辐射仪的计量标准装置，最初主要用于地质勘查。2016年至2018年，新研建了钾含量30 %（YK3）和铀含量1 %（YU4）的两个模型，并确定了模型量值。远离模型表面中心位置的剂量率较低，随着中心点的接近，剂量率逐渐上升，YK3和YU4的剂量率坪区分别为模型中心点及周围半径约40 cm和50 cm范围内，在坪区内剂量率变化均不大于0.6 %；在参考点3.0 cm上的剂量率分别为320.8 nGy·h^-1和4.3×10⁴ nGy·h^-1；超过3.0 cm时，剂量率随高度呈非线性变化；根据不同高度上的理论计算和实测结果比对，在40 cm高度实测范围以内，YK3实测结果与理论计算结果相对偏差在3 %范围以内，120 cm高度实测范围内，YU4实测结果与理论计算结果相对偏差在2 %范围以内。

高精度数字温度计替代标准水银温度计的探讨

王在旗, 陈炯宇, 纪金龙, 刘君健

2022, 42(3):  44-48.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.08

摘要 ( 42 )   PDF (1040KB) ( 146 )  

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用基于工业铂电阻的高精度数字温度计替代标准水银温度计，是当今温度计量的一个研究热点。迄今为止这类产品只能作为工作器具使用，其主要原因是对高精度数字温度计的长期稳定性研究还不充分。介绍了一款高精度数字温度计长达8年的稳定性研究成果，并和标准水银温度计比较，说明用高精度数字温度计替代标准水银温度计是完全可行的观点，同时提出一些具体建议。

精密测试技术

一种基于等效采样的周期信号谐波分析方法

陈砚圃, 周俊, 解云虹, 丁海洋

2022, 42(3):  49-55.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.09

摘要 ( 42 )   PDF (732KB) ( 115 )  

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为了突破周期信号谐波分析中采样保持与模数转换时间对分析信号频率范围的限制，将准均匀采样与等效采样相结合，提出了一种新的等效采样周期信号谐波分析方法。首先，给出了在奇数个信号周期内进行2的整数次方次均匀采样的等效采样谐波分析理论；其次，计入定时时钟周期对采样时间的影响，在等效采样中结合准均匀采样以实现同步采样；进一步分析了采样过程中的时间离散与幅值量化所带来的谐波分析误差；最后，给出了新的等效采样谐波分析的具体算法。借助含有小幅谐波分量的实验信号对等效采样谐波分析算法进行了数值仿真。理论分析和数值仿真均表明：新方法有效拓宽了分析信号的频率范围，并且可直接利用FFT进行快速计算。

基于模拟场景的接收机授时接口测试方法

侯志林, 邹毅, 陈飞, 陆祖亮

2022, 42(3):  56-59.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.10

摘要 ( 42 )   PDF (827KB) ( 99 )  

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介绍了接收机授时接口的工作原理，提出了一种基于模拟工作场景的接收机授时接口新型测试方法，通过设计程控IRIG-B时间码发生器模拟产生异常时码，测试了接收机授时接口的容错性，并以长期授时测试场景用例检验了接收机授时接口工作稳定性，解决了实验室条件下接收机数据时间戳乱序、长期工作中时间戳跳变以及接收机授时信号异常控制等授时接口测试的难题。

一种互相关法测量相位噪声理论及仿真分析

沈晓宇, 张亮, 曹旭, 李宏宇, 刘宇轩, 袁艳

2022, 42(3):  60-67.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.11

摘要 ( 160 )   PDF (1618KB) ( 320 )  

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相位噪声测量是无线电计测领域的重要研究内容，随着信号源等各种信号仪器设备的不断发展，相位噪声测量技术方面也产生了更高的要求。介绍了互相关法测量相位噪声的理论与仿真分析方法，通过理论推导阐释了互相关法抑制干扰噪声的原理，在推论的基础上建立了基于MATLAB的仿真分析模型，仿真验证了不同互相关次数下，系统噪声底部的改善程度，并进一步分析了双通道相关性对互相关运算结果的影响，得到了对应的仿真验证结果，为相关的工程设计提供参考。

小波阈值去噪法在MEMS陀螺信号处理中的应用

汪菁, 邹瑜光

2022, 42(3):  68-74.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.12

摘要 ( 32 )   PDF (1618KB) ( 92 )  

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近年来MEMS陀螺发展迅速，应用广泛，但性能参差不齐。为改善MEMS陀螺的输出信号性能，综述了近年来小波阈值去噪法在该领域内的研究进展情况。重点从阈值函数的不同改进形式、阈值选取方式的不同以及分解层数三方面对比分析各小波阈值去噪法之间的优缺点。通过现阶段的去噪效果评判标准，结合MEMS陀螺信号的特点，对近年来小波阈值去噪的应用情况进行分析说明，总结小波阈值去噪法在不同使用条件下对MEMS陀螺信号处理上的优势与不足，为后续相关研究提供一定的参考价值。

计量保障技术

基于人工智能技术的雷达目标检测

王炼, 董胜波

2022, 42(3):  75-79.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.13

摘要 ( 81 )   PDF (884KB) ( 175 )  

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强杂波背景下的目标检测是各国争相研究的热点，传统的雷达目标检测技术无法实现，人工智能技术的出现，其在目标识别和特征提取方面的独特优势，使得强杂波背景下的目标检测成为可能，利用人工智能神经网络的强大非线性预测能力对海杂波的非线性动力方程进行逼近，实现了对海杂波的非线性预测，提出了一种基于神经网络技术的强海杂波背景下的脉冲多普勒雷达导引头小目标检测方法，使得强海杂波背景下的目标检测能力有2 dB到6 dB的提升。

无人机辅助车联网的无人机部署算法

谢英辉, 彭维捷, 苏秀芝, 邱春荣, 杨洪朝

2022, 42(3):  80-85.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.14

摘要 ( 63 )   PDF (1197KB) ( 131 )  

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针对无人机辅助车联网的无人机部署问题，分析了基于时延和回传链路的能效无人机部署策略的性能。该策略从车联网的数据传输时延和回传链路角度优化无人机的部署，进而最小化无人机的功率消耗。先面向车联网网络，推导了基于单个用户速率的时延约束函数，并构建基于无人机离基站距离的回传链路容量函数；再构建基于时延和回传链路容量函数的目标函数。最后，利用序列二次规划求解目标函数。性能分析表明，通信数据包尺寸是影响时延的重要参数。此外，在低时延和数据尺寸较大时，车辆用户的总速率之和收敛于回传链路容量。

基于超像素与多尺度残差U-Net相结合的遥感图像飞机检测方法

张婷, 张善文, 徐聪

2022, 42(3):  86-92.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.03.15

摘要 ( 34 )   PDF (5289KB) ( 83 )  

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遥感图像中存在飞机很小、角度和位置不确定且背景复杂等问题，从遥感图像中检测飞机是一项重要且具有挑战性的任务，因此，提出一种基于超像素与多尺度残差U-Net(Multi-scale Residual U-Net,MSRU-Net)相结合的遥感图像飞机检测方法。首先对遥感图像进行超像素预分割，将位置相邻且像素特征相似的像素点组成若干个超像素，保持图像进一步分割的有效特征；然后构建多尺度残差U-Net，学习其多尺度判别特征。与传统的飞机检测方法相比，该方法用少量的超像素代替大量像素表达图像特征，降低了图像分割的复杂度，再利用MSRU-Net分割遥感超像素图像，有效检测不同尺度的飞机图像。在公共飞机遥感图像数据集上实验，结果表明，该方法能够有效的检测遥感图像不同尺度的飞机图像，检测精确率达到91.2 %。