《宽带信号实时测量分析技术及仪器开发》

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项目属于电子测量仪器领域。信息技术是全球科技竞争制高点,广泛用于通信、航空航天和国防等国家重点战略领域,电磁频谱资源是国家重要战略资源。业务扩张和频谱资源饱和之间的矛盾日益尖锐,复杂调制层出不穷,电磁环境密集多变,脉冲、跳频、分组、猝发信号随处可见,给信息设备研制生产带来“故障隐患难发现,瞬态事件难截获,异常行为难诊断”的巨大挑战。实时无缝测量分析技术是国家重大工程和重点研发计划重要保障,也是无线通信等国民经济发展的重大需求。

基于20年测量技术积累,在国家科研项目支持下,解决了隐蔽、突发、时变信号“难以发现、难以截获、难以分析”重大难题,取得多项原始创新:

(1)发明了异常频谱“鬼影”感知发现方法:发明了基于直方图处理的瞬态频谱“鬼影”效应方法,形成三维“鬼影”频谱图像,解决了海量频谱实时处理,传输和刷新的瓶颈,频谱波形捕获率每秒达781万次,较传统方法提升近万倍;发明指数衰变模型的频谱“鬼影”消隐处理方法,体现瞬态频谱高速运动轨迹,模拟人眼对瞬态事件的视觉暂留效应,实现了微秒量级偶发性信号事件“100%发现”。

(2)发明了信号动态频谱无缝测量方法:发明了基于实时并行帧检波的频谱“瘦身”方法和硬件处理电路结构,同时解决稳态和瞬态信号测量问题,形成随时间变化的三维无缝频谱图,达“现场直播”效果。

(3)发明了瞬态事件触发捕获与多域分析方法:发明了信号多域特征实时检测与预触发存储方法,解决了ns量级偶发性事件全过程截获难题;发明了基于时间概览和时间同步标记的多域关联分析方法,首次解析了频谱事件、时域异常点和异常比特位的关联关系,实现了多域细微特征全方位分析,达“高清重播”效果。

(4)发明了信号截获概率测量方法:揭示了100%截获信号持续时间与系统上升时间,处理、传输和刷新速度之间的关系,提出短时信号截获概率定义及测量方法和系统,解决了仪器实时性能评价问题。

申请国家发明专利35项,授权21项,软件著作权2项,首次构建了实时测量分析技术体系和性能评价体系,“整体技术达国际最先进水平,在实时分析带宽、信号截获概率指标等方面居国际领先水平”,实现了“稳态测量”到“瞬态测量”的跨越。

成果已应用100多家用户,涉及航空航天、通信、雷达、频谱监测等领域,近三年效益2.2亿元。成果应用于2019年嫦娥四号“两器互拍”任务,有力支撑了“探月工程”等国家重大工程;服务于“北斗导航”重大工程项目,在保障北斗三号服务“一带一路”任务工程发挥了不可替代作用;用于“两会”等重大活动和军队重要演习的频谱监测,服务于全军“技术安全检查“任务,助力国家电磁空间安全保障;应用于无线通信产品测试,解决了复杂环境下动态射频信号测试问题,推动了新一代无线通信技术发展,有力支撑“新一代宽带无线移动通信网”等国家重点科技计划。获2018年中国电子科技集团公司技术发明一等奖,团队获2018年全国工人先锋号,显著提升了中国电子测量仪器领域技术发展和自主创新能力。

成果说明

项目成果市场需求面广,需求量大,目前已有100多家用户单位使用,近三年经济效益超过2.2亿元,解决了宽带瞬变或干扰信号检测、捕获和实时分析的测试难题。项目产品已经在航天35所、503所、504所、706所、802所、804所,中国电科10所、13所、14所、22所、29所、36所、38所、54所,中科院微电子研究所,中国人民解放军61419部队、61600部队、63891部队,华为、中兴,中国人民解放军空军工程大学、国防科学技术大学、清华大学等单位得到成功应用。项目推广应用前景广阔,经济效益、社会效益和军

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