相位噪声自动频域测量系统及其不确定度估计

本文介绍中国计量科学研究院(NIM)在相位噪声频域测量方面的最新进展,叙述了系统的性能,详细讨论了测量不确定度,指出系统的噪声本底小于-170dBc/Hz.总测量不确定度可达±2dB.并给出若干测量实例.     

基于相位重合点检测技术的频标比对系统

相位重合点检测是一种高准确度测量周期性信号参数的技术,已实际应用于高准确度频率计中。介绍了相位重合点检测技术的原理及其在频标比对系统中的应用。实际工作情况证明,采用相位重合点检测技术的频标比对系统,具有电路简单,可靠性高的优点,测量分辨力达到了100 ps量级。     

国产皮秒级商用MTIM测量仪比测

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。     

一种超高分辨率频率计

目前在美国国家标准局正在研制一种用来测量受相位噪声污染的周期信号频率的新型仪器。这种频率计利用标准逻辑电路按简单算法以平均重迭的时间间隔为原理。由于在平均过程中改善了信号-噪声比,使受白相噪声污染的信号的单次测量标准偏差与τ~(-1.5)成正比(其中τ为测量时间)。相反,使用标准频率计数器来测量其相应的不确定度在白相噪声区域与τ~(-1)成正比。因此,在该频率计的许多可能应用场合,和采用目前现有仪器以同样时间间隔进行测量比较起来,可将污染噪声所造成的测量不确定度降低几个量级。     

DDS激励PLL的X波段频率合成器设计

提出了DDS激励PLL的X波段频率合成器的设计方案,给出了主要的硬件选择及具体电路设计,并且对该频率合成器的相位噪声以及捕获时间进行了深入分析。实验和测量结果表明,该频率合成器具有带宽宽、输出相位噪声低、频率分辨力高等优点。     

基于双混频时域差分技术的光纤频率传输研究

设计了一个采用双混频时域差分技术的高分辨率的时延抖动检测系统,测试结果表明,其分辨率为20fs,准确度优于0.2ps。在20km光纤频率传输中进行了主动光学相位补偿实验测试,获得了链路时延抖动峰峰值小于1ps、均方值小于0.13ps、相位噪声抑制比大于500的实验结果。     

高分辨力S波段雷达频率合成器

详细地介绍了２０３所研制的高分辨Ｓ波段雷达频率合成器的设计方案。在Ｓ波段１０％的带宽内，实现了１０Ｍ（１ＨＺ）的频率分辨力小于４０μＳ的频率捷变速度和－１０５ｄＢｃ／Ｈｚ的相位噪声。同时，提出一种可实现快速频率转换的直接数字频率合成器（ＤＤＦＳ），它具有极高的频率分辨力（０．１８μＨｚ）和密集通道间隔相适应的频率转换速度，同时具有低的相位噪声。对于设计中主要考虑的提高分辨力、降低相位噪声、提高捷变速度、电磁兼容及参考源ＤＤＦＳ进行了分析讨论，并介绍了频率合成器的测量方法。     

关于为全球定位系统第一阶段时域测量而建立的NBS双混频时差系统的报告

根据1975年频率控制年会上报告的一篇文章,NBS被要求建立一个双混频时差测量系统。本报告的内容包括满足这种要求的双混频时差系统的设计、制作和测试。该系统的时差测量精度约为0.1ps,准确度约为10ps;同样,频率稳定度的精度可描述为σ_y(τ)≈10~(-13)τ~(-1),0.1s<τ<10~3s,在τ约等于半天时,它等于10~(-16)。全球定位系统计划的第一阶段对该系统的要求是对载于卫星上的钟进行测量。本报告所述双混频时差系统,是能够容易地满足该计划整个时域测量要求的唯一系统。从1975年频率控制年会上报告的原型双混频时差系统获得进一步认识的同时,为满足全球定位系统第一阶段所用时域测量系统的要求,对双混频时差系统的设计和制作作了适当的修改。这些修改包括:一对NBS设计的、用于隔开来自公共振荡器的信号的隔离放     

高性能隔离分配放大器的研制

论述了现代精密时频系统对隔离分配放大器的技术要求及其重要作用.介绍了为改进我台守时系统标准频率分配子系统而研制的一个高性能隔离分配放大器.对于5 MHz信号,该分配放大器的反向隔离度和路间隔离度均优于115 dB(5 MHz);相位噪声在1 Hz达到-135 dBc/Hz;噪声本底为150 dBc/Hz;插入秒稳损失达到10-13量级.在13 dBm输出情况下,谐波小于-40 dBc.对该分配放大器主要性能测试涉及的测量方法也作了介绍.     

脉冲调制波相位噪声现场测量装置

脉冲调制波相位噪声现场测量装置突出解决现代低占空比雷达的相位噪声测量问题，既可以测量雷达发射机或脉冲放大链的附加相位噪声，也可测量整体雷达发射机源的相位噪声。本文主要介绍了本装置的组成、原理、技术指标、技术特点、关键技术以及装置测量结果的验证。     

双混频时差测量系统设计中的理论和技术问题

从分析双混频时差(DMTD)测量系统的测量误差着手,对系统设计和使用中常磁到的一些理论和技术问题进行了探讨,这涉及到公共源的影响、移相器的作用、自校和测量中的其它问题。     

复杂型面坐标的自动化测量系统

介绍了一种单测头测量复杂型面坐标的自动化系统,并建立了相应的数据处理方法。这套系统主要适用于封闭型复杂型面(如叶片、叶轮、凸轮等)的测量,将为这类复杂型面的测量加工一体化奠定基础,具有体积小、成本低和对环境适应能力强的特点。     

导弹侵切角测量方法研究CSCD

针对导弹攻击目标时的侵切角测量问题,提出采用2台高速摄像机近距离凝视交会测量导弹中轴线上特征点位置,结合在试验前通过精密测量目标被攻击平面特征点方法建立的平面方程,分析计算侵切角。仿真结果表明:在高速摄像机测角精度优于13.4″的情况下,测量精度优于1°。该方法技术实现容易,对导弹攻击陆上目标试验时的侵切角测量,具有一定的参考价值。     

有关误差的基本概念与表示

阐述了“测量误差”、“测量不确定度”及“测量准确度，，等计量学基本概念，明确指出了这些概念的内涵、表达方法及使用中应注意的问题，并讨论了它们的联系与区别。     

激光绝对测距中相位信号的数字处理方法综述

随着工业4.0时代的来临,精密测量的技术发展变得越来越重要。绝对距离测量作为精密测量的一个重要组成部分,其测量精度离不开对信号相位信息的分析,而相位信息一般可以通过数字处理方法来获得。本文介绍了激光绝对距离测量中涉及到的相位信号数字处理方法的相关原理及应用。     

数字化组合测量辅助飞机装配质量检测技术

针对单独使用激光跟踪仪测量大型飞机壁板类组件装配质量时存在曲面数据细节信息不易采集、测量效率低等问题,提出基于激光跟踪仪和关节臂测量仪的大型飞机壁板类组件数字化复合测量方法.在保证测量精度的前提下,将关节臂测量仪(AACMM)融入到激光跟踪仪测量场中,使用两种设备进行集成检测,对大型飞机部件成形细节信息进行全面采集.同时根据飞机部件装配过程测量环节的测量特征,在Spatial Analyzer软件基础上开发了飞机壁板类组件数字化复合测量工具集,实现了对测量过程中所涉及到的设备、数据的集中管控.通过实例,验证了测量方法的有效性和效率.      

一个高性能单反射面紧缩场

介绍了一个单反射面紧缩场,其反射面实体由多块面板拼装而成.单块面板成形基于"点阵钉模、真空负压、金属蜂窝"精密成形工艺,平均精度达到25μm(rms),拼装后总体形面精度达到40μm(rms).通过优化电气布局、边缘设计和馈源设计,该紧缩场具有优良电性能.给出了该紧缩场在39GHz时电性能实测曲线.      

误差与不确定度刍议

测量不确定度是现代误差理论的核心和最新发展。不确定度与误差有千丝万缕的联系,不确定度的标准偏差、合成、传播和扩展均是误差分析方法的推广并依赖于误差理论。但是,不确定度表征的是测量结果的分散性,误差是测量结果与被测量的真值之差。前者恒为正,后者可正可负。由于真值不可知,测量误差不可能准确知道,而测量不确定度则可定量评定。因此,两者不是一回事,切不可将误差等同于不确定度。     

高准确度惯性测量装置全温测试系统的校准

阐述了高准确度捷联惯性测量装置全温测试系统的校准测试方法。通过对软硬件进行校准测试,验证了该系统可以完成不同种类的惯性测量装置误差建模和综合测试。     

基于抗差自适应滤波的轨道在线检测

针对测量机器人在大型导轨检测中的应用设计了一套动态跟踪检测系统。由于受各种干扰的影响,系统测量得到的测量值与目标真实状态往往不尽相同,因此提出了一种基于Singer模型的抗差自适应滤波算法。首先,采用Singer模型建立目标的运动模型;在此基础上,发展了抗差自适应滤波技术来进行在线测量数据处理;最后,进行了轨道检测的跟踪测量应用。结果证明,该系统未经滤波处理时的测量误差能够达到mm级,通过滤波能够对测量数据进行平滑处理,准确定位误差点,降低了检测误差,能够满足长轨道在线检测的准确度要求。