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超額完成目標! “高性能微波頻譜分析儀研製與應用開發”重大專項通過初步驗收

超額完成目標 形成儀器套餐

應用效果顯著 力爭專項標杆

——國家重大科學儀器設備開發專項 “高性能微波頻譜分析儀研製與應用開發”通過初步驗收

測量儀器是人類認識世界、探究未知的工具和手段,是國家經濟社會發展和國防安全的重要保障。高性能微波頻譜分析儀是電子測量領域最重要的通用測試儀器之一,是航空、航天、通信、導航、電子對抗、頻率管理、電磁兼容、信息安全等領域科研、生產、測試、試驗和計量的必備儀器。

長期以來,國產頻譜分析儀總體性能與國外先進水平差距較大,市場長期被國外公司壟斷,67GHz頻譜分析儀更是對我國實行嚴格的技術封鎖和產品禁運。這種受制於人的被動局面嚴重製約着我國信息化設備和武器裝備的發展,阻礙了我國經濟建設和國防建設的步伐。

爲貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》,財政部、科技部共同設立了國家重大科學儀器設備專項項目支持資金,旨在支持重大科學儀器設備開發,以提高我國科學儀器設備的自主創新能力和自我裝備水平,支撐科技創新,服務經濟建設。黨的“十八大”也提出“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐,必須擺在國家發展全局的核心位置”。

爲提高我國高性能微波頻譜分析儀的自主創新能力,加速產業化進程,實現自主可控和自主保障,中國電子科技集團公司第四十一研究所於2012年承擔了國家重大科學儀器設備開發專項“高性能微波頻譜分析儀研製與應用開發”,重點開展高性能微波頻譜分析儀的整機研製、應用開發以及工程化產業化。

項目負責人李立功研究員

研製之初,項目負責人李立功研究員對團隊提出要求:“超額完成目標、形成儀器套餐、應用效果顯著、力爭專項標杆”。在他的帶領下,團隊精心組織,高標準、嚴要求、高質量地進行項目的開發。項目涉及專業領域廣,包括電子測試儀器領域的前沿技術研究、應用開發研究以及加工、製造、工藝、檢驗等一系列內容。爲確保項目各項工作的順利推進,項目成立了總體組、技術專家組和用戶委員會,在項目實施過程中實行項目負責人總負責, 總體組、技術專家組和用戶委員會等機構協調共管的運行機制;成立了專項管理辦公室,建立了財務管理制度、物資管理制度、儀器管理制度等專項管理制度;制定了切實可行的工作計劃,明確目標,責任落實到人,嚴控節點,對項目節點進行嚴格控制,實行“周清周高”;建立了良好的溝通、協調與共享機制,團隊成員通力協作,發揮每個成員的技術優勢,集體完成技術難題的攻關,共同完成研究任務。

李立功研究員同項目組成員進行技術研討

“通過創新佔領技術制高點”。在項目研製過程中,李立功研究員十分注重技術創新。接收動態範圍和頻響平坦度是項目的核心技術指標,此前與世界最先進水平存在較大的差距。李立功研究員提出“全局入手,關鍵模塊重點突破”的指導思想,從分析接收通道噪聲模型入手,創新設計通道電平自動調節系統及調節方法以及一種提高寬帶信號分析儀器靈敏度和動態範圍的裝置,大幅度優化了整機靈敏度指標,實現67GHz全頻段測試靈敏度優於-130dBm/Hz,達到世界領先水平。上述技術已獲2項發明專利授權(一種提高寬帶信號分析儀器靈敏度和動態範圍的裝置及方法,ZL201310507416.8;超外差接收分析儀器通道輸出電平的自動調節系統及方法,ZL201310304365.9)。

項目成果高性能微波頻譜分析儀

團隊歷經5年的潛心研究和刻苦攻關,充分發揮專業技術優勢,打破國外技術封鎖,在寬帶接收測試基礎理論、方法和工藝等方面有重大創新,完成國家標準1項,申請發明專利80項、外觀專利1項,申請軟件著作權23項,發表學術論文42篇。項目創新建立了頻率範圍覆蓋67GHz的寬頻帶、大帶寬、高靈敏度微波毫米波頻譜分析儀平臺,實現了從“窄帶分析”到“寬帶分析”的測試跨越;建立了寬頻帶大帶寬信號快速接收處理模型和頻譜直方圖實時統計模型,突破大分析帶寬下的實時處理技術瓶頸,使國產頻譜分析儀首次具備大帶寬瞬態信號實時測試能力,實現了從“穩態測試”到“瞬態測試”的跨越;建立了多參數分析體制,突破由單一頻譜分析跨越到時域、頻域和調製域多域關聯信號分析的技術瓶頸,形成基於國產頻譜分析儀的通信信號、雷達脈衝信號、RFID信號、廣播電視信號等全面的測試解決方案,實現了從“單域分析”到“多域分析”的跨越;建立了核心整部件故障自診斷、嵌入式自測試自校準、整機環境適應性擴展等技術方法,突破工程化技術瓶頸,使整機環境適應性和測試穩定性顯著增強,並且得到了市場的檢驗,受到用戶好評;建立了開槽中心導體程序、光刻膠掩膜圖形電鍍、自動點膠貼片、自動測調等關鍵工藝方法,形成了設備數控化、裝配調測自動化、生產數字化、管理信息化的產業化生產線,具備年產1000臺套高端頻譜分析儀的產業化能力。

實現國產微波毫米波頻譜分析儀高效、高質量的生產製造

項目成果形成14款系列化高性能微波頻譜分析儀產品,產品通過國家權威計量機構的測試檢驗以及俄羅斯國家科學計量研究所的測試認證,並通過歐盟CE和RoHS認證,獲得電子測量儀器行業“產品設計獎”以及“中國好儀器”等榮譽稱號,在航空航天、通信、雷達、頻譜監測等軍民領域的100多家用戶中得到廣泛應用。另外,系列產品已出口德國、意大利、俄羅斯、巴西國家,俄羅斯希望引入產品生產線進行本土化生產。項目成果打破了國外技術封鎖和市場壟斷,實現了自主可控和自主保障,在“載人航天”、“探月工程”、“北斗導航”、“深空探測”等國家重大項目的研製、生產、試驗過程中發揮了重要的測試與保障作用,爲我國經濟建設、國防建設做出了重要貢獻,經濟效益和社會效益顯著。

項目的立項、實施過程中,得到了國家科技部、中國電科集團領導的高度重視、殷切期望和大力支持。2017年9月18日至23日,在中國電科第41所“Ceyear”品牌發佈會現場,專項成果作爲重點成果展出。19日科技部黨組書記王志剛、副部長黃衛在中國電科董事長熊羣力和總經理劉烈宏的陪同下,重點觀看了專項成果並現場聽取了李立功研究員對專項的彙報。王志剛書記對專項取得的成效給予充分肯定,並對專項做成標杆項目充滿期待和信心。他強調,測量儀器在國民經濟發展和國防建設中發揮着關鍵作用,41所作爲儀器項目的第一名,要繼續在科學研究、技術創新、成果形成和轉化以及產業化方面不斷突破,將儀器產業的整個鏈條進一步做大做強。

國家科技部黨組書記王志剛等領導在品牌發佈會現場

2017年10月25日,項目通過了由中國電子科技集團公司組織的國家重大科學儀器設備開發專項初步驗收,與會專家對該項目給予高度評價:技術複雜,研製難度極大,在寬帶接收測試基礎理論、方法、材料、工藝以及工程化等方面有重大創新......打破了國外技術封鎖,填補了國內空白;項目成果總體性能居國際先進水平,部分核心指標方面優於當前國際同類產品,達到國際領先水平;項目成果是我國電子測量儀器行業的重大科技創新成果,提升了行業的技術水平和自主創新能力,引領了行業發展,對行業的科技創新和產業化發展起到了很好的示範和輻射作用;項目產品已走出國門,提升了我國測試儀器行業在國際上的影響力。