《基于自主PXI总线产品的高可靠测试关键技术及其产业化》

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测试测量是科学研究和技术创新的基石,是促进国民经济高速发展的高端技术和产业。自动测试系统是支撑航天、航空、高速铁路等国家重点工程项目的基础关键技术,但长期以来,受中国基础工业发展的制约,存在着四方面问题:一是高端设备不能自主可控,长期依赖进口;二是产品型谱不全,环境适应性不强;三是规模偏小,产业化能力不足;四是平台开发能力不足,难以满足新时期航天发射、高速铁路运行保障、大型科学试验设备健康管理等任务的需要。这些问题的存在,制约着中国高端产业的发展。

北京航天测控技术有限公司,立足攻坚克难、自主可控、填补空白,承担了“基于自主PXI总线的高可靠测试关键技术及其产业化”项目,包括系统平台子系统、信号发生子系统、信号采集分析子系统、数字图形发生与分析子系统和射频微波子系统等,形成了八大类上百种PXI总线测控仪器系列产品,完成了30余篇论文,获得了79项专利授权,制定了10余项标准规范,其中PXI/PXIe总线模块通用规范等两项国家标准正在审批中,主要技术创新点如下:

1) 国内首次在系统平台中,突破了小型化高性能高可靠嵌入式计算机技术、8Gbps物理层传输速率、1000Gbps+高速数据交换技术,是满足中国新型航天发射的唯一自主测控平台;

2) 国内首次提出了专用波形处理器引擎技术、实时调制引擎技术、基于复基带跳频的超宽带超高速跳频技术,单模块信号发生采样率达5GSa/s;

3) 获得数字图形发生与分析的8项专利,包括基于DDS和多锁相环技术的纳秒级多窗口时钟、基于锁相环和DDS的任意频率模块同步控制等,打破了国外相关产品垄断;

4) 获得信号分析方面的13项专利,包括粗细结合两级高速高精度触发、基于FFT估计补偿的交叉采样、基于实时DDC的数字下边频等;

5) 首次梳理并建立了一套PXI总线产品的设计、试验、工艺三大规范,为产品的工程化、产业化奠定基础。

成果在长征五号、七号等系列运载火箭及载人航天工程中,多次应用于航天发射的测控保障任务;另外,成果也应用于高铁机车产线、风洞健康管理等国家重大工程项目中。从2011年至今,课题成果直接创造和衍生产品的生产、销售数量上万套,形成经济效益近3.5亿元,并吸引了高端人才,受到党和国家领导人的高度重视和亲切接见,对地方经济的增长和高新技术的发展做出了贡献。

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