频谱能量测试仪

5月30日，国务院国资委确定并发布了《中央企业科技创新成果推荐目录（2020年版）》（以下简称《目录》）。本次《目录》发布的成果涉及22项核心电子元器件、14项关键零部件、8项分析测试仪器 、10项基础软件、41项关键材料、12项先进工艺、53项高端装备和18项其他类型成果，共计178项成果，相关成果主要来自54家央企。《目录》中涉及的8项分析测试仪器成果如下，37分布式光纤传感系统航天科技分析测试仪器38全视角高精度三维测量仪航空工业集团分析测试仪器39色度亮度计兵器工业集团分析测试仪器40短波长X射线衍射仪兵器装备集团分析测试仪器414051系列信号/频谱分析仪中国电科分析测试仪器42汽车变速器齿轮试验测试装备机械总院集团分析测试仪器43电感耦合等离子体质谱仪中国钢研分析测试仪器44分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪中国信科分析测试仪器据了解，航天科技的分布式光纤传感系统是一种集光、机、电、算于一体的高性能新型传感系统，可以实现对探测目标的连续不间断测量，并形成全面的、精细的、准确的数字化描述。分布式光纤传感系统利用光纤后向散射效应与光时域反射技术，实现对应变/温度场的连续测量与定位 传感光纤既是传感介质也是传输媒介,是一宗集待测物理量感知和信号传输于一体的传感手段。传感光纤本身无源、抗干扰、耐腐蚀，是一种本征安全的材料，并且在性能指标和产品功能上均优于传统的电学传感技术。分布式光纤传感系统特别适用于易燃易爆场合；典型的应用领域包括长输油气管线的安安防监测、基础设施的结构健康监测、火灾预警、电缆效率分析、地热开采分析等。井下温度分布测量应用场景（图源 国资委）航空工业集团的这款全视角高精度三维测量仪，针对大部件变形和大空间内运动体参数实时监控的迫切需求，突破大视场、超清晰、高精度光学测量关键技术，解决测量距离大、精度要求高、测量环境复杂等技术难点，研制全视角高精度三维测量仪，填补国内空白，并在航空、航天等领域进行了应用验证。全视角高精度三维测量仪（图源 国资委）亮度色度计采用三色值过滤的测定方法，可测定亮度、色度、色温cielab、cieluv、色差等，4个量测角度可以切换。可适用于需要小范围量度角度(0.1°/0.2°)的低亮度领域的测定场合，若作远距离量测可选用延长线将主机与感应器分开进行测量。仪器附加键盘（选配）可作多种功能使用，包括输入颜色系数和亮度偏差。另外，也可在计算机中的进行数据的存储、分析、打印，在照明工程、电影和电视、建筑等领域中有较为广泛的应用。而兵器工业集团的色度亮度计可测量亮度范围为（1～3000）cd/m2，亮度测量精度为±4%，色度测量精度为（x,y）≤±0.004（10cd/m2以上，标准A光源。色度亮度计（图源 国资委）短波长X射线衍射仪是拥有自主知识产权的短波长特征X射线衍射技术产品，首先解决了我国无损测定厘米级厚度工件内部（残余）应力、织构、物相、晶界缺陷及其分布的难题，填补了国内外无损检测分析内部衍射信息的小型化仪器设备空白。该仪器利用重金属靶X射线管作为辐射源，采用光量子能量分析的无强度衰减单色化、精密测量分析等技术，最大可测厚度达40mm铝当量，晶面间距测试误差小于±0.00006nm，内部（残余）应力测试误差小于±25MPa。可应用于先进材料、先进制造和基础研究领域，如预拉伸铝板、涡轮叶片、装配件、焊接件、热处理件等控形控性的加工工艺优化和制造，以及材料/工件内部应力及其分布等的演变规律研究。短波长X射线衍射仪（图源 国资委）4051系列信号/频谱分析仪重点突破了110GHz超宽频带、大带宽、高灵敏度接收技术以及宽带信号高速处理技术，实现了最高同轴测试频率110GHz、最大分析带宽550MHz、显示平均噪声电平≤-135dBm/Hz@110GHz等核心指标，且具有全频段信号预选能力，打破了国外技术封锁，总体性能达到国际先进水平，在高精尖测量仪器方面实现了自主可控和自主保障，在航空航天、通信、雷达、频谱监测等军民领域得到广泛应用，为我国“载人航天”、“探月工程”、“北斗导航”等国家重大工程做出了重要贡献，解决了宽带卫星通信系统功放模块数字预失真测试、新型预警和跟踪雷达脉冲信号测试、超宽频带频谱测量等测试难题。4051系列信号/频谱分析仪（图源 国资委）汽车变速器齿轮试验测试装备是国家重点支持的发展专项；测试技术含量和技术水平高，创新性强，属国内首创；突破了汽车变速器传递误差测试方面的技术壁垒，解决了汽车变速器急需解决的啸叫难题；扭转了汽车变速器测试台架主要依赖进口的局面。试验台既可实现单对齿轮又可以实现变速器总成传递误差的测量，可以模拟齿轮啮合错位量工况，使得传递误差测量结果更具实际意义，可以更有效指导齿轮修形设计，达到减振降噪目的。试验台角度测量精度1ʺ，加载扭矩最大20000Nm。汽车变速器齿轮试验测试装备（图源 国资委）ICP-MS技术是将ICP的高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。该技术具有检出限低、动态线性范围宽、干扰少、分析精度高、速度快、可进行多元素同时测定等优异的分析性能，已从最初在地质科学研究的应用迅速发展到环境保护、半导体、生物、医学、冶金、石油、核材料分析等领域。电感耦合等离子体质谱仪（图源 国资委）分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪主要用途是为石油天然气管线、高速铁路、高速公路、电力输送线路等大型基础设施的状态监测与安全管理提供完整先进的分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪，显著提升相关大型基础设施的运营能力、安全管理水平与应急管理能力。其基于光栅阵列的新一代光纤传感技术具有网络容量大、探测精度高、传感距离长、响应速度快、可靠性好等方面的突出优点，可实现超大容量、超长距离、超高精度的应变、温度、振动传感监测。光纤分布式温度探测器（图源 国资委）附件：中央企业科技创新成果推荐目录（2020年版）.doc

p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(255, 0, 0) " strong 超额完成目标 形成仪器套餐 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(255, 0, 0) " strong 应用效果显著 力争专项标杆 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(255, 0, 0) " strong ——国家重大科学仪器设备开发专项 “高性能微波频谱分析仪研制与应用开发”通过初步验收 /strong /span /p p 　　测量仪器是人类认识世界、探究未知的工具和手段，是国家经济社会发展和国防安全的重要保障。高性能微波频谱分析仪是电子测量领域最重要的通用测试仪器之一，是航空、航天、通信、导航、电子对抗、频率管理、电磁兼容、信息安全等领域科研、生产、测试、试验和计量的必备仪器。 /p p 　　长期以来，国产频谱分析仪总体性能与国外先进水平差距较大，市场长期被国外公司垄断，67GHz频谱分析仪更是对我国实行严格的技术封锁和产品禁运。这种受制于人的被动局面严重制约着我国信息化设备和武器装备的发展，阻碍了我国经济建设和国防建设的步伐。 /p p 　　为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，财政部、科技部共同设立了国家重大科学仪器设备专项项目支持资金，旨在支持重大科学仪器设备开发，以提高我国科学仪器设备的自主创新能力和自我装备水平，支撑科技创新，服务经济建设。党的“十八大”也提出“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置”。 /p p 　　为提高我国高性能微波频谱分析仪的自主创新能力，加速产业化进程，实现自主可控和自主保障，中国电子科技集团公司第四十一研究所于2012年承担了国家重大科学仪器设备开发专项“高性能微波频谱分析仪研制与应用开发”，重点开展高性能微波频谱分析仪的整机研制、应用开发以及工程化产业化。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/99d87369-e6d5-4d5f-a72e-371139d37ffe.jpg" title=" 1_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 项目负责人李立功研究员 /strong /p p 　　研制之初，项目负责人李立功研究员对团队提出要求：“超额完成目标、形成仪器套餐、应用效果显著、力争专项标杆”。在他的带领下，团队精心组织，高标准、严要求、高质量地进行项目的开发。项目涉及专业领域广，包括电子测试仪器领域的前沿技术研究、应用开发研究以及加工、制造、工艺、检验等一系列内容。为确保项目各项工作的顺利推进，项目成立了总体组、技术专家组和用户委员会，在项目实施过程中实行项目负责人总负责, 总体组、技术专家组和用户委员会等机构协调共管的运行机制 成立了专项管理办公室，建立了财务管理制度、物资管理制度、仪器管理制度等专项管理制度 制定了切实可行的工作计划，明确目标，责任落实到人，严控节点，对项目节点进行严格控制，实行“周清周高” 建立了良好的沟通、协调与共享机制，团队成员通力协作，发挥每个成员的技术优势，集体完成技术难题的攻关，共同完成研究任务。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f7df5b7b-09cb-4041-8335-af7336cad7f8.jpg" title=" 2_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 李立功研究员同项目组成员进行技术研讨 /strong /p p 　　“通过创新占领技术制高点”。在项目研制过程中，李立功研究员十分注重技术创新。接收动态范围和频响平坦度是项目的核心技术指标，此前与世界最先进水平存在较大的差距。李立功研究员提出“全局入手，关键模块重点突破”的指导思想，从分析接收通道噪声模型入手，创新设计通道电平自动调节系统及调节方法以及一种提高宽带信号分析仪器灵敏度和动态范围的装置，大幅度优化了整机灵敏度指标，实现67GHz全频段测试灵敏度优于-130dBm/Hz，达到世界领先水平。上述技术已获2项发明专利授权(一种提高宽带信号分析仪器灵敏度和动态范围的装置及方法，ZL201310507416.8 超外差接收分析仪器通道输出电平的自动调节系统及方法，ZL201310304365.9)。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/cb475a95-a906-4516-848e-0146089d63c9.jpg" title=" 3_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 项目成果高性能微波频谱分析仪 /strong /p p 　　团队历经5年的潜心研究和刻苦攻关，充分发挥专业技术优势，打破国外技术封锁，在宽带接收测试基础理论、方法和工艺等方面有重大创新，完成国家标准1项，申请发明专利80项、外观专利1项，申请软件著作权23项，发表学术论文42篇。项目创新建立了频率范围覆盖67GHz的宽频带、大带宽、高灵敏度微波毫米波频谱分析仪平台，实现了从“窄带分析”到“宽带分析”的测试跨越 建立了宽频带大带宽信号快速接收处理模型和频谱直方图实时统计模型，突破大分析带宽下的实时处理技术瓶颈，使国产频谱分析仪首次具备大带宽瞬态信号实时测试能力，实现了从“稳态测试”到“瞬态测试”的跨越 建立了多参数分析体制，突破由单一频谱分析跨越到时域、频域和调制域多域关联信号分析的技术瓶颈，形成基于国产频谱分析仪的通信信号、雷达脉冲信号、RFID信号、广播电视信号等全面的测试解决方案，实现了从“单域分析”到“多域分析”的跨越 建立了核心整部件故障自诊断、嵌入式自测试自校准、整机环境适应性扩展等技术方法，突破工程化技术瓶颈，使整机环境适应性和测试稳定性显著增强，并且得到了市场的检验，受到用户好评 建立了开槽中心导体程序、光刻胶掩膜图形电镀、自动点胶贴片、自动测调等关键工艺方法，形成了设备数控化、装配调测自动化、生产数字化、管理信息化的产业化生产线，具备年产1000台套高端频谱分析仪的产业化能力。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/91a06eab-d0a1-4aad-bdd8-42bfa834b2e6.jpg" title=" 4_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 实现国产微波毫米波频谱分析仪高效、高质量的生产制造 /strong /p p 　　项目成果形成14款系列化高性能微波频谱分析仪产品，产品通过国家权威计量机构的测试检验以及俄罗斯国家科学计量研究所的测试认证，并通过欧盟CE和RoHS认证，获得电子测量仪器行业“产品设计奖”以及“中国好仪器”等荣誉称号，在航空航天、通信、雷达、频谱监测等军民领域的100多家用户中得到广泛应用。另外，系列产品已出口德国、意大利、俄罗斯、巴西国家，俄罗斯希望引入产品生产线进行本土化生产。项目成果打破了国外技术封锁和市场垄断，实现了自主可控和自主保障，在“载人航天”、“探月工程”、“北斗导航”、“深空探测”等国家重大项目的研制、生产、试验过程中发挥了重要的测试与保障作用，为我国经济建设、国防建设做出了重要贡献，经济效益和社会效益显著。 /p p 　　项目的立项、实施过程中，得到了国家科技部、中国电科集团领导的高度重视、殷切期望和大力支持。2017年9月18日至23日，在中国电科第41所“Ceyear”品牌发布会现场，专项成果作为重点成果展出。19日科技部党组书记王志刚、副部长黄卫在中国电科董事长熊群力和总经理刘烈宏的陪同下，重点观看了专项成果并现场听取了李立功研究员对专项的汇报。王志刚书记对专项取得的成效给予充分肯定，并对专项做成标杆项目充满期待和信心。他强调，测量仪器在国民经济发展和国防建设中发挥着关键作用，41所作为仪器项目的第一名，要继续在科学研究、技术创新、成果形成和转化以及产业化方面不断突破，将仪器产业的整个链条进一步做大做强。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/c5a53a2d-8274-48ab-ae8d-854af9225644.jpg" title=" 5_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国家科技部党组书记王志刚等领导在品牌发布会现场 /strong /p p 　　2017年10月25日，项目通过了由中国电子科技集团公司组织的国家重大科学仪器设备开发专项初步验收，与会专家对该项目给予高度评价：技术复杂，研制难度极大，在宽带接收测试基础理论、方法、材料、工艺以及工程化等方面有重大创新......打破了国外技术封锁，填补了国内空白 项目成果总体性能居国际先进水平，部分核心指标方面优于当前国际同类产品，达到国际领先水平 项目成果是我国电子测量仪器行业的重大科技创新成果，提升了行业的技术水平和自主创新能力，引领了行业发展，对行业的科技创新和产业化发展起到了很好的示范和辐射作用 项目产品已走出国门，提升了我国测试仪器行业在国际上的影响力。 /p

2008年8月15日，《科学》(Science)以《星星在中国出现》为题，在“科学纵览”专题中头条介绍了国家天文台射电频谱日像仪项目的进展。文章称：“中国正在建设一双地球的新耳朵来聆听我们最近的恒星。” 　　由国家天文台太阳射电团组首席研究员颜毅华负责的射电频谱日像仪项目是我国太阳物理规划中确定大力发展的“两天两地”设备中的地面设备之一，已得到“十一五”国家“973“项目中的重大设备和中科院-基金委天文联合重点项目支持。射电频谱日像仪由40面4.5米天线和60面2米天线分别组成分米波和厘米波两个射电综合孔径阵列，分布在10平方公里的范围内，最长基线3公里。它的建成，将首次在厘米、分米波段上同时实现以高空间、高时间和高频率分辨率观测太阳的动力学过程及探测日冕大气。通过与国内有关高校和研究所的合作，项目组首先确立了总体方案，先后设计研制了原理样机，攻克关键技术，取得了重要进展。目前，该项目在国际学术界进一步引起关注，如前国际天文联合会太阳活动委员会主席Pick教授于2005年在考察我日像仪预研样机和台址并明确指出，作为“国际新一代太阳射电望远镜”，建成后将成为国际学术中心的重要舞台。2007年Springer出版社的Lecture Notes in Physics文集载文指出：“新的主要观测设施(特别是FASR和中国射电日像仪)将大为扩展太阳射电探测能力。”颜毅华研究员多次在国际学术会议上做邀请报告，如2007年在意大利都灵举行的国际日球年第二届欧洲大会上，颜毅华就被邀与美国FASR(频率灵活太阳射电望远镜)和欧洲LOFAR(低频射电阵)等一起做关于未来地基太阳射电设备发展的主题报告。频谱日像仪一旦建成，可以对太阳活动能量初始释放区的不同高度进行同时成像观测，如同CT扫描一样。首次实现的能量初始释放区的三维观测，对于太阳耀斑物理研究有望取得原创性成果。 　　作为新一代射电望远镜设备，无线电环境至关重要。为此，颜毅华首席研究员带领项目组进行了三年的缜密预研，确定站址在内蒙古自治区锡林郭勒盟正镶白旗明安图镇(我国清代杰出的蒙古族天文学家明安图的故乡，2002年国家天文台提请国际小行星委员会批准，命名了“明安图星”)。国家天文台将以太阳射电频谱仪、日像仪为主要观测设备组建明安图天文基地。明安图天文基地站区的无线电环境保护申请已得到内蒙古自治区无线电管理委员会的批复。国家天文台明安图天文基地将拥有当今世界先进的观测设备，成为与国际接轨的集科学研究、设备研究更新、科学信息交流、国际学术交流和科学普及为一体的天文研究重地。