中國電子測量儀器向高技術(shù)發(fā)展

1、中國電子測量儀器向高技術(shù)開展 中國電子測量儀器經(jīng)過 40 多年的開展，為我國國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)教育、 特別是國防軍事的開展做出了巨大奉獻(xiàn)。 隨著世界高科技開展的潮流， 中國電子測量儀器也步入了高科技開展的道路， 特別是經(jīng)過 “九五 期間 的開展，我國電子測量儀器在假設(shè)干重大科技領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展， 為我國電子測量儀器走向世界水平奠定了良好的根底。一、成功研制 出微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀我們已經(jīng)成功地研制了被稱為 “世界電 子測量儀器之王 的微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。隨著我國新體制電子 信息系統(tǒng)和新式武器裝備的開展，占領(lǐng)和利用有限的頻譜資源已經(jīng)成 為高新技術(shù)開展和軍事電子技術(shù)及裝備開展的一個重要特

2、點(diǎn)，其中充 分利用頻譜資源中的電磁波幅度、頻率、相位和極化信息是現(xiàn)代電子 裝備的核心特點(diǎn)。而現(xiàn)代電子裝備的開展又急需能同時獲得被測對象 的幅度、相位和群時延特性的高性能矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。特別是雷達(dá)相 控陣列技術(shù)的普遍應(yīng)用，對相位和群時延特性的測試要求越來越高， 因此矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀便成為現(xiàn)代電子裝備必備的、關(guān)鍵的測試設(shè)備， 是其他測試設(shè)備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件 CAD技術(shù)正在日益普及，而有源CAD的根底是提取有源器件的S參數(shù)， 當(dāng)前只有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀有能力同時獲得有源器件的S 參數(shù)，使 CAD的設(shè)計結(jié)果更接近于實(shí)際應(yīng)用。除此之外，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已走出傳 統(tǒng)的線性網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)

3、域，而在非線性、大功率網(wǎng)絡(luò)的測試和分析中 發(fā)揮著重要作用。 另外，以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心可以組成天線、 RCS、 大功率、T/R組件等自動測試系統(tǒng)，因此它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹欠浅V闊的。 為了適應(yīng)我國的急需， 信息產(chǎn)業(yè)部電子第 41 研究所已成功研制成高水 平的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀， 該儀器的突出特點(diǎn)主要有以下幾個方面： 1.工作 頻帶寬，一次掃描即可完成 45MHz40GHz全頻段幅頻特性和相頻特 性的測量。 2.測量精度高， 由于采用誤差修正技術(shù)， 大大減小了系統(tǒng)誤 差對測量結(jié)果的影響，即使采用非理想的硬件電路，也能獲得高精度 測量。 3.大動態(tài)范圍， 由于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀采用高靈敏度幅相接收機(jī)技 術(shù)和

4、數(shù)字信號處理技術(shù)，提高了小信號測試靈敏度，拓展了測試動態(tài) 范圍。 4.高速實(shí)時測試， 由于采用了嵌入式高速計算機(jī)技術(shù)， 將測量校 準(zhǔn)、測量控制、誤差修正、顯示控制等過程程序化、軟件化，提高了 自動化程度和測試速度，使實(shí)時測量成為可能。信息產(chǎn)業(yè)部電子第 41 研究所，經(jīng)過多年的艱苦努力，該所研制的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已實(shí)現(xiàn)系 列化和家庭化，有十多個型號可供用戶選擇，包括同軸和波導(dǎo)校準(zhǔn)件 在內(nèi)的測試附件齊全， 配套性強(qiáng)，能夠滿足不同層次用戶的測試要求， 其頻率范圍可在0.0003110GHz內(nèi)選用。國產(chǎn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的研制 成功，使我國矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)計和制造水平跨入了世界先進(jìn)行列， 成為繼美國之后世

5、界上第二個掌握此項(xiàng)技術(shù)的國家，產(chǎn)品的技術(shù)水平 和品種可以與國外同類產(chǎn)品相比， 同時通過對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的研制， 掌握了多種以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心的自動測量技術(shù)和自動測試系統(tǒng)。 二、掌握了調(diào)制域測試技術(shù)，研制成功調(diào)制域分析儀調(diào)制域測試技術(shù) 是二十世紀(jì)末出現(xiàn)的一個新的測試技術(shù)領(lǐng)域，它與過去我們熟知的時 域測試、頻域測試成為目前的 “三域 測試技術(shù)。時域測試是測量輸入信 號隨時間而變化的信號值，是信號幅度與時間的關(guān)系。頻域測試是測 量輸入信號隨頻率而變化的信號值，是信號幅度與頻率的關(guān)系。調(diào)制 域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值，所產(chǎn)生的顯示圖形代 表信號的調(diào)制域，是信號的頻率值與時間的關(guān)系。調(diào)

6、制域測試技術(shù)是 一門新興的非常重要的而技術(shù)難度又非常大的測試技術(shù)，這主要取決 于科學(xué)技術(shù)和電子裝備的飛速開展。大家知道，過去大多數(shù)電子信息 傳送的是幅度變化信息，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向傳送數(shù)字信息以后，信息越來越多 地作為數(shù)字脈沖之間的定時或相位關(guān)系的方式傳送出去，單單使用示 波器或頻譜儀這類的以幅度為根底的儀器，就不能滿足表征這些數(shù)字 信號需要了。于是提出了相位數(shù)字化新方法。這種方法非常適合測量 定時信號、相位編碼信號或頻率編碼信號。調(diào)制域測試技術(shù)的出現(xiàn)， 必將對眾多的測試問題做出新奉獻(xiàn)。 事實(shí)已經(jīng)證明， 調(diào)制域分析技術(shù)， 在越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域成為一種不可或缺的測試技術(shù)，尤其是在軍事 電子測試領(lǐng)域更有其重

7、要的意義。譬如，隨著綜合業(yè)數(shù)字網(wǎng)和同步光 纖網(wǎng)絡(luò)等新的數(shù)字通信技術(shù)進(jìn)入主流 系統(tǒng)，其高速傳輸速率應(yīng)用 傳統(tǒng)的測試手段已經(jīng)不能精確地測量傳輸信號；再有通信傳輸中晃動 的精確測量，是傳輸中至關(guān)重要的一個問題。由于調(diào)制域分析技術(shù)可 以進(jìn)行二百萬次 / 秒， 64000 次背對背的頻率測量，因而它是當(dāng)今唯一 能直接顯示隨時間而變化的晃動技術(shù)；再有，調(diào)制域分析技術(shù)在軍事 上具有其獨(dú)特的應(yīng)用，由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關(guān)系函數(shù)，因此調(diào)制域分析技術(shù)可對這種信號進(jìn)行調(diào)諧， 以到達(dá)電子裝備的最正確性能，以雷達(dá)而言，可以消除其盲點(diǎn)，減少目 標(biāo)運(yùn)動的負(fù)效應(yīng)，改善雷達(dá)系統(tǒng)的作用距離和分辨率。此

8、外，調(diào)制域 分析儀還非常適合設(shè)計防抱死制動系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)懸浮系統(tǒng)、自適應(yīng)巡 航控制系統(tǒng)、防撞雷達(dá)、各種各樣的航天和防御系統(tǒng)等?？傊?，調(diào)制 域分析技術(shù)是可以用來加速設(shè)計和表征諸如雷達(dá)、 電子戰(zhàn)、監(jiān)控系統(tǒng)、 擴(kuò)頻通信等的工作和性能特征。南京新聯(lián)電子設(shè)備已經(jīng)研制 成10Hz2.5GHz的調(diào)制域分析儀，到達(dá)國外同類產(chǎn)品的水平，填補(bǔ)了 國內(nèi)空白，為我國跳頻領(lǐng)域的電子設(shè)備和軍事裝備提供了低于國外價 格 1/31/2 的測試手段。為了更好地滿足測試需要，下一步將繼續(xù)研 制更高頻率的調(diào)制域分析儀。中國電子測量儀器向高技術(shù)開展：三、VXI總線技術(shù)取得重大進(jìn)展 VXI 總線技術(shù)是二十世紀(jì)末出現(xiàn)的一個新的母線技術(shù)。

9、它首先出現(xiàn)于美國， 應(yīng)用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結(jié)合起來 構(gòu)成一個新的標(biāo)準(zhǔn)，這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應(yīng)用的需 要，使電子測量儀器和系統(tǒng)步入一個新的開展時期。VXI總線是一個新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口母線，是一種完全開放的、適應(yīng)多廠家儀器產(chǎn)品模 塊、插卡式的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)的推出有三個原因：一是適應(yīng)技 術(shù)開展的要求，二是多廠家的儀器缺乏互聯(lián)性，三是軍方的需要，而 且這是最重要的一個方面。軍方需求什么？一是軍用電子測量儀器戰(zhàn)爭現(xiàn)場所強(qiáng)調(diào)的便攜性， VXI 可以大大減小設(shè)備的體積和重量；二是大 大提高測試速度，VXI比GPIB的速度可提高40倍；三是測試系統(tǒng)的適 應(yīng)

10、性、靈活性大為提高；四是價格適中；五是有利于充分發(fā)揮計算機(jī) 的作用。這個新的總線標(biāo)準(zhǔn)， 在美國應(yīng)用之后， 我國各界都非常欣賞， 研究者眾多。我國經(jīng)過幾年的探索，已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，在假設(shè)干 方面實(shí)現(xiàn)了具體的應(yīng)用。如成都電子科技大學(xué)測試技術(shù)及儀器研究所 CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術(shù)的重大突 破，其主要技術(shù)指標(biāo)： 1.硬件環(huán)境：內(nèi)嵌 VXI 控制器、 MXI 控制器和 GPIB-VX轉(zhuǎn)換器；有 NIPCI-GPIBAT-GPIB/TNTHP82350/8234和 ES1400 等 GPIB 接口，還有打印機(jī)和 UPS 等其它必要外設(shè)。 2.軟件環(huán)境： Window

11、s98操作系統(tǒng)；支持標(biāo)準(zhǔn)模塊驅(qū)動器VISA32。3.軟件特性： 可編輯的圖形化編程環(huán)境；可自定義的虛擬面板；豐富的數(shù)據(jù)處理函 數(shù)；開放的外部程序接口；同時管理 VX、GPIB 1553B、RS232儀器和 模塊；方便使用的幫助系統(tǒng)。該研究成果已應(yīng)用于“ XX理號遠(yuǎn)程雷達(dá)綜合測試系統(tǒng) 、 “火控雷達(dá)綜合測試系統(tǒng) 和各種裝備的 VXI 總線自動 測試系統(tǒng)中。四、電子測試儀器向毫米波推進(jìn)眾多民用和軍用電子裝 備都在向毫米波開展，特別是在軍事方面，其開展更為迅速。預(yù)計未 來電子戰(zhàn)系統(tǒng)的信號環(huán)境將達(dá) 100200萬個脈沖/秒，裝備系統(tǒng)可能 要執(zhí)行幾十億條指令，目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子 設(shè)

12、備的要求，這將影響新一代電子戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，為此必須開展 超高速集成電路VHSIC。于是集成電路的測試將從幾十萬門/芯片升至幾百萬門 / 芯片，其測試難度相應(yīng)地大幅度增加。 鑒于 “現(xiàn)代戰(zhàn)爭的勝 利屬于能駕馭電磁頻譜的一方 ，因此從 80 年代起，美、蘇等國就將 毫米波技術(shù)納入新式武器裝備研制方案。由于微波 / 毫米波單片集成電 路MIMIC能夠在一個基片上制作出寬帶接收機(jī)或?qū)拵Чβ式M件，從而能做出重量小于25磅，體積小于90立方英寸，能隨1000g沖擊加 速度的小型寬帶靈巧的投擲式干擾機(jī)和多倍頻程相控陣干擾單元。但 是從假設(shè)干年的研究看，測試技術(shù)已成為制約 MIMIC 進(jìn)一步開展和提高 的

13、瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波開展。信息產(chǎn)業(yè)部電 子第41研究所最近研制完成的 AV3615三毫米S參數(shù)測試裝置及校準(zhǔn) 件，與主機(jī)一起可以進(jìn)行三毫米波段的幅度和相位精確量；頻譜儀的 毫米波擴(kuò)頻模塊與該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn) 9kHz110GHz頻段的頻譜分析；毫米波功率計探頭系列與主機(jī)一起實(shí) 現(xiàn)了微波 /毫米波功率的直接測量。南京新聯(lián)電子設(shè)備研制完 成的EE3395型毫米波頻率計數(shù)器，其頻率測量范圍達(dá)10Hz110GHz 該產(chǎn)品可廣泛用于毫米波電子對抗系統(tǒng)、衛(wèi)星通信設(shè)備、高精度雷達(dá) 及射電天文等領(lǐng)域。五、通信測量儀器到達(dá)高技術(shù)水平通信產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展速度超過了人們的想象，所以我們必須適應(yīng)通信產(chǎn)業(yè)的開展，以最 快的速度開展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠 研制完成了無線尋呼檢測儀、 電臺綜合測試儀、 數(shù)字微波通信測試儀； 信息產(chǎn)業(yè)部電子第 41 研究所研制完成了誤碼測試儀、數(shù)字傳輸 /數(shù)據(jù) 通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產(chǎn)品都到達(dá)了二十世紀(jì)末國際 先進(jìn)水平。 六、數(shù)字化儀器迅速開展近幾年， 數(shù)字化儀器在迅速開展， 我國也在不斷研究推出各種新型數(shù)字化儀器，譬如數(shù)字示波器、數(shù)字 調(diào)制裝置、數(shù)字化函數(shù) / 任意波形發(fā)生器、數(shù)字化頻率計數(shù)器等眾多產(chǎn) 品。其中四川川嘉電子的數(shù)字化視音頻測量儀，是把假設(shè)干硬 件功能軟件