当期目录

2023年 第43卷 第1期    刊出日期：2023-02-25

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理论与前沿技术

基于双光梳的激光吸收谱真空分压力测量技术研究

范栋, 李得天, 成永军, 代虎, 习振华, 贾文杰

2023, 43(1):  1-5.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.01

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为了提高真空分压力测量的准确度和灵敏度，弥补传统测量方法的固有缺陷，真空分压力将结合理想气体定律，使用气体密度来表征。利用气体分子的红外吸收光谱，通过双光梳光谱技术测量其对特定波长光的吸收可实现对混合气体中目标气体密度的精确测量，进而反演出真空分压力。研建了基于电光双光梳的真空分压力测量系统，结合双光梳外差光谱技术与腔增强光谱技术，实现了非侵入、大动态、高速度的真空分压力测量。实验对CO₂，CO，N₂三元混合气体中CO₂与CO的真空分压力进行了测量，其相对误差分别为2.84 %和2.77 %。通过不确定度分析得出，吸收线强度误差是真空分压力测量中最主要的不确定度分量。

太赫兹相位噪声测量技术研究

柳丹, 阎栋梁, 夏振华, 沈婷梅, 杨军

2023, 43(1):  6-10.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.02

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相位噪声是太赫兹波技术应用中的一项关键技术指标，如何精确测量太赫兹波的相位噪声是太赫兹技术的重要研究方向之一。采用太赫兹下变频技术实现相位噪声测量系统的频率扩展，搭建(110~500)GHz太赫兹相位噪声测量系统，实现对太赫兹频率源相位噪声的测量。实验结果表明，所研制的太赫兹相位噪声测量系统的底部噪声优越，可用于(110~500)GHz频段太赫兹频率源相位噪声的测试，在太赫兹相位噪声的计量测试、标准研制及相关产品转化等方面具有广泛的应用前景。

空间站太阳电池标定技术

王凯, 刘民, 温天成, 侯旭玮, 王英爽, 王保林, 唐友东

2023, 43(1):  11-16.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.03

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为了提高空间太阳电池标定效率并准确得到空间环境中太阳电池在轨数据，研制了太阳电池空间站标定装置，开展首飞试验。其中，标定装置包含能够长期驻留空间站的太阳电池标定采集器和航天员可携带的返回式样品装置正样单机。攻克了空间站可往返太阳电池样品重复使用技术、多路太阳电池IV特性测量技术、非标准条件修正算法等关键技术。通过试验验证了新型定制化空间太阳电池在真实太空环境下的光电性能和可靠性，建立航天应用的产品性能衰减模型。本研究有望建立溯源至空间AM0的标准太阳电池溯源体系，开展量值传递。

量值传递技术

基于电光调制技术的脉冲场强校准方法

彭博, 王淞宇, 齐万泉, 何巍

2023, 43(1):  17-21.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.04

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研究脉冲场强的校准方法，分析S频段脉冲场强产生原理和校准装置组成。通过基于电光调制技术的铌酸锂光波导传感器法对脉冲功率产生的峰值场强进行测量，峰值场强（1~3）kV/m，脉宽（10~100）μs，占空比1 %~10 %，上升/下降时间小于100 ns，场强幅值测量偏差小于1 dB。通过分析不确定度来源对测量不确定度进行了评定，扩展不确定度1.7 dB。最后采用接收天线法对光波导传感器法的脉冲场强校准结果进行了验证。

一种校准空口误差矢量幅度的辐射信号产生方法

王晨曦, 杨春涛, 马红梅, 龚鹏伟, 姜河

2023, 43(1):  22-29.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.05

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新一代通信技术愈发依赖毫米波信号，空口条件下毫米波信号质量的校准成为亟需解决的问题。在此背景下提出了一种用于空口毫米波信号误差矢量幅度（Error Vector Magnitude，EVM）参数校准的W频段宽带矢量调制辐射信号产生方法，可以提供高载频、高传输速率的宽带矢量调制信号，为毫米波接收设备EVM参数的校准提供标准信号。使用倍频加混频的方式，获得符号速率1 GBaud（500 MBaud）的W频段正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）矢量调制信号，通过天线辐射到空间传输。接收天线在远场条件处对信号进行接收，经过下变频后得到载频1 GHz的QPSK接收信号，解调后信号的EVM约为20 %@1 GBaud（10 %@500 MBaud）。为提高接收信号质量，研究了相应的预失真与信号平均技术，通过结合发射接收信号来估计传输链路误差并进行迭代补偿，将EVM最低降低到5.2 %@1 GBaud（2.1 %@500 MBaud），大幅度地提高了信号质量，为空口EVM参数校准提供了高质量的辐射信号。

自动和半自动探针台的载片台水平位移测量方法研究

霍晔, 吴爱华, 王一帮, 栾鹏, 刘晨, 梁法国, 杜静

2023, 43(1):  30-33.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.06

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为解决自动和半自动探针台的载片台水平方向位移发生偏差时，导致探针压点位置不准，从而使测试结果不可靠，甚至伤及芯片和探针的问题。根据实际工艺和溯源机构的标准器具特性，设计了标准尺的图形，在苏打玻璃上电镀5 μm宽的金线条，制作成152.4 mm×20 mm的长方形标准尺，其测量范围为（0~150）mm。对标准尺进行了定标，定标不确定度为1.0 μm。在测量范围内，进行了试验分析，评定了测量不确定度。结果表明：标准尺测量的水平位移偏差小于4 μm，满足测试需求。

时间码现场校准技术研究

沈小青, 李世光, 李大珍, 王超, 王志虎, 邱斌, 余清华, 夏伟

2023, 43(1):  34-39.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.07

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时间码在航空航天、金融、通信、交通和能源等领域应用广泛，定时偏差是表征时间码同步性能的重要参数。而时间码设备使用环境复杂，需长期连续加电运行，不宜拆卸。因此，需要采用现场校准技术。利用北斗共视技术，研究一种时间码现场校准方法，可远程获得精确可靠的时间参考，对常见时间码如1PPS、B(DC)码和B(AC)码等进行测量，解决时间码现场校准的难题。实验结果表明，基于该方法的现场校准装置内时基相对于UTC（BIRM）的定时偏差优于10 ns，1PPS和B(DC)测量的扩展不确定度小于20 ns，B(AC)测量的扩展不确定度小于1.5 μs。

GPD-GEM有效增益研究及其优化

蒋杰臣, 姜维春, 董泽芳, 杨生, 刘晓静, 刘小桦, 杜园园, 焦杨, 戴博宇, 徐玉朋, 何会林

2023, 43(1):  40-44.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.08

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偏振测量X射线聚焦望远镜阵列（PFA）属于增强型X射线时变与偏振空间天文台（eXTP）有效载荷之一，其位于焦平面的气体像素探测器（GPD）用于测量处于极端条件下天体辐射的软X射线偏振度等物理参数。GPD采用单层气体电子倍增器（GEM）作为气体放大级，有效面积为（15.5×15.5）mm²，孔型为双锥形结构，相邻孔间间距为50 μm，孔外直径为30 μm，锥角约为10°；该GEM孔采用非聚焦激光辐照技术制作成型，生产时由于激光非均匀性以及辐照区域重叠，将引起不同孔的锥角出现差异，造成孔间增益不均匀。基于GPD基线设计参数，通过构建GPD-GEM模拟框架，验证了模拟的有效增益和文献测试结果的一致性；在相同工作电压下，0°~10°范围内不同锥角对应的GPD-GEM有效增益基本呈线性关系。该结果表明GPD-GEM孔型最优为圆柱形结构，为其生产工艺提供了优化方向。

质子束布拉格峰测量

王菲菲, 高飞, 丁雨阳, 王子业, 王子琳, 刘佳瑞

2023, 43(1):  45-49.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.09

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基于100 MeV回旋加速器质子束流，参考IAEA TRS-398号报告，开展质子束布拉格峰测量。基于水吸收剂量测量原理及影响因素，选择合适水箱尺寸及电离室型号。基于空腔理论，及质子与物质相互作用原理，利用PTW-30013指型电离室、MP3-P三维扫描水箱配合MEPHYSTO Navigator软件测量经石墨降能器扩展后的布拉格峰。测量同一实验条件下质子束百分深度剂量曲线，并利用软件对测量数据进行分析，将最高剂量作为归一点，得到该质子束流布拉格峰位、峰宽、实际射程、剩余射程及坪区高度等辐射质参数。该质子束布拉格峰宽约为1.21 mm，参考深度约为43.63 mm。

精密测试技术

用于无线Mesh通信的宽带线性功放模块设计

魏正华, 杜广星, 叶小兰

2023, 43(1):  50-55.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.10

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针对单频点工作的无线Mesh通信系统在复杂空间电磁环境下，工作频点被占用或干扰时导致无法使用的问题，设计一种工作在(1~1.5）GHz的宽带射频线性功放模块，该模块可应用于宽带无线Mesh通信系统。在(1~1.5）GHz频带内采用6个单频点对该功放模块的驱动放大器和末级功率放大器仿真设计和模块测试。测试结果表明：①(1~1.5）GHz工作频带内，任意单频载波增益≥20 dB，输出P_1dB≥43 dBm，支持射频信号峰均比（PAR）≥6 dB；②采用64QAM,20 MHz的数字射频信号输出37 dBm时，ACPR小于-34 dBc，直流功耗≤40 W；③2~4次谐波≤-50 dBc。

基于微波光子学的光电式高功率微波测试技术研究

杨耀, 孙豹, 胡天涛

2023, 43(1):  56-60.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.11

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针对传统高功率微波测试方法的固有缺陷，介绍了一种基于微波光子学的高功率微波测试方法。基于这种方法设计了一套光电式高功率微波测试系统，这套测试系统具备低扰动、瞬时动态范围大、抗干扰能力强且能同时采集高功率微波时/频域信号特征等优点。使用高功率微波脉冲信号对这套系统进行了试验验证，测得的数据完整的表现了高微波脉冲时/频域的信号特征，验证了这套测试系统和方法的可行性和有效性。

一种静电计运算放大器测试电路设计

李爽玉, 冯荣尉, 贾冬宇, 王忠伟

2023, 43(1):  61-67.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.12

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为提高直流微电流测量的准确度，对测量原理电路的噪声进行分析，确定不同噪声对直流微电流测量的影响，选定低噪声测量原则。对测量结果误差进行分析，得到电路中反馈电阻最大允许误差、运算放大器的输入偏置电流、失调电压为主要影响因素，并根据实际元器件进行举例分析验证。静电计运算放大器对测量误差的影响仍不可忽略，设计电路测量其关键指标，针对微弱电流信号的特点采取屏蔽、保护措施，搭建测试电路，测试筛选出低输入偏置电流、低失调电压的静电计运算放大器应用在高精度源表中。

基于分布式控制技术的液态加氢系统研究与实现

吴怀明, 赵宗焕, 林国福

2023, 43(1):  68-75.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.13

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随着氢燃料电池车的快速发展，与之配套的氢能基础设施—加氢站也与日俱增。液态储氢加氢系统通过优化加氢运行流程对液态存储、增压汽化以及加氢供气过程协调匹配，基于分布式控制技术实现了加氢站高压氢气快速充装气瓶，提高了能源利用效率。系统通过开展最优控制算法研究、液氢泵增压汽化试验验证和加氢供气试验验证，完成液氢泵增压汽化压力达到45 MPa，加氢供气流速稳定控制(0～100)g/s等关键技术指标，实现系统自动控制、故障诊断报警及无人值守供等功能。

计量保障技术

雷达杂波高精度模拟技术研究

王旭旸, 李闯, 胡斌, 高希权, 楚学胜

2023, 43(1):  76-83.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.14

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雷达杂波模拟是现代雷达系统研制中不可或缺的一部分。从实际工程应用为出发点，结合理论研究，深入探讨了雷达杂波建模与仿真、划分雷达散射单元以实现多散射点和数字正交调制等相关方法，提出了一种高实时性、高精度的雷达杂波模拟实现方案。该方案基于数字射频存储（DRFM）理论框架，对相关杂波信号模拟、仿真方法进行了技术验证，并使用Matlab平台实现了杂波实时模拟仿真，采用多级滤波器实现了杂波信号内插以提升信号采样频率；通过FIFO等延时模块控制基带信号延时量，将散射点数提高到64点，实现了对雷达散射单元的高精度划分。整体利用System Generator开发平台搭建实验模块，实现了多散射点模式下，杂波信号与基带信号的数字正交调制。该设计方案可为后续雷达模拟器的硬件研发提供必要的参考。

红外目标模拟器光束不平行度测量与补偿方法研究

朱斐越, 李艳红, 杨扬, 王超峰, 田义

2023, 43(1):  84-89.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.15

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为了解决基于折射式光学系统的红外目标模拟器光束不平行度测量难题，提出红外五棱镜结合红外成像探测系统的测量与补偿方法。首先分析红外目标模拟器光束不平行度产生的机理，提出改进的红外不平行度测量方法，以及红外不平行度补偿方法。通过红外五棱镜在一维平移台的运动，将折射式或折反式模拟器光学系统出射红外光束翻转90°并实现光瞳的区域分割，红外焦平面探测器接收并测量运动过程中光点的偏移量，依此推导出红外目标模拟器光束的不平行度。经分析，测量结果满足红外制导仿真试验对光束不平行度1′的指标测试需求，适用于折射式光学系统的红外目标模拟器光束不平行度的现场测试。

计量综合管理

浅谈大型企业柔性共享计量测试平台构建

杨忠, 楼红英, 沈保龙, 陈智鑫

2023, 43(1):  90-96.  doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2023.01.16

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为应对数字经济时代的挑战，抓住新一轮科技革命和产业革命的发展机遇，国家计量发展规划指出建立国家现代先进测量体系，鼓励打造智慧计量实验室实施管理模式转型升级。文章围绕面向网络化、智能化重塑核心竞争力为背景，分析计量行业面临数字化转型的迫切需求，以信息技术为基石，以数据为驱动力，研究架构协同开发基础环境、智能计量业务环境和智慧数字管理环境，整体构建集开发、测试、服务为一体的柔性共享计量平台，重构技术体系、产品体系和服务体系，实现运营智能化、测试自动化、产品数字化、服务敏捷化，提升计量实验室的管理效率、人员能力和价值创造能力，为可持续高质量发展提供重要支撑，为大型企业计量实验室数字化转型提供参考。