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电子学与光电子学学科研究进展 1 电子学 随着信息化时代的来临,电子信息技术不仅使社会经济生活发生了巨大的变化,也使军事技术和战争形态发生了根本性的变革。通信、计算机和自动控制技术的发展与广泛应用使几乎所有的工程系统(无论是电子学系统或是非电子学系统)都在不同程度上呈现了电子化信息化的趋势,武器电子学系统也将在武器工程中发挥越来越重要的作用。我院电子学学科主要涵盖电子信息科学技术、机电技术、高压与真宽余电子技术、高功率微波技术等领域,具体地说,包括控制系统与系统工程、无线电测控通信系统、雷达技术、微波电路与天线技术、信号处理与嵌入式系统技术、电子对抗技术、引信技术、传感器执行器技术、微电子与微机电技术、高压电子技术、真宽电子技术、快电子测量技术、电子制造与组装工艺技术、辐射效应与抗辐射加固技术、高功率微波技术等。2003年各项技术持续发展并取得了长足的进步,下面选择几个有代表性的技术领域加以介绍。 1.1 电子学系统小型化集成化智能化发展趋势 电子学系统的小型化集成化智能化一方面源于电子技术发展的推动;另一方面更重要的是武器发展的需要。小型化是严格的重量限制的必然要求,集成化则是小型化的重要途径之一,集成化体现在系统设计时的高度综合化一体化和片上系统(SOC)、大规模专用集成电路(ASIC)、微电子机械系统(MEMS)、多芯片组装(MCM)等新技术的应用。智能化是提高系统综合性能指标的体现,它建立在新原理的引入和大规模并行计算嵌入式系统的硬件基础上,在信息的产生、采集、传输、存储、处理和控制等过程中实现自适应和总体最优,满足高性能、高可靠、高安全的多重苛刻要求。在分析了电子学系统小型化集成化智能化发展趋势的同时,明确了具体的研究方向和关键技术解决途径,提出了信息探测与控制系统、高压电子系统、遥测系统的总体设计思想以及复合引信的研究思路,进一步开展了可靠性的理论与实验研究。 1.2 无线电测控通信技术 无线电测控通信包括遥测、外测、遥控、无线电电子监测与信息安全等,重点开展了系统设计、软件无线电、测控抗干扰等方面的研究。高码速率直接中频采样PCM/FM接收机中的数字鉴频技术取得重要进展,开展了多通道中频信号的数字存储和全软化解调技术研究,建立了基于PCI总线的PC机再入遥测站平台。遥测采集编码与发展设备的小型化、直接序列扩频数传系统等技术也取得了较大的进展。开展了测控通信体制干扰与抗干扰技术的原理、仿真与实验研究。 1.3 雷达技术 开展了以高速飞行器为平台的各种无线电探测方法与探测体制以及无线电信号侦收和识别技术研究。对恶劣环境下雷达的电子对抗进行了实验研究,取得的实验数据为进一步的理论研究与工程设计奠定了基础。进一步开展了超短距离、近感探测技术研究。完成了 超宽带微功率脉冲雷达探测机理和实验研究。 1.4 微波电路与天线技术 微波计算机辅助技术手段进一步增强,微波电路和网络的自动化测试技术明显提高。开展了微波电路微组装、DGS型结构微带线、分谐波采样锁相环和分频式锁相环在微波频率合成中的应用研究。建立了电磁兼容实验室。完成了多种新型天线设计,实现了较优的性能指标。 1.5 信号处理与嵌入式系统技术 信号处理与嵌入式系统是电子学系统的核心,高性能单片机、DSP、大规模FPGA的应用已比较深入,高密度多层PCB的设计达到了较为先进的水平。开展了软件无线电中多种数字信号处理算法、雷达目标检测算法、控制软件的硬件化实现方法、嵌入式芯片的实时测试、遥测多路速变参数频谱分析ASIC设计等技术研究。基于工控机和Windows平台完成了适应多种电子系统的通用测控系统研制。 1.6 惯性测量与触发测量技术 研究了多种信息辅助的惯性测量技术,系统建模和辨识技术进一步深化。研究了无陀螺多加速度计和单陀螺多加速度计等多种捷联惯性测量单元的配置方式。高速侵彻自适应引信是基于深度辨识、介质识别和层数辨别的智能引信,设计了自适应引信方案,研究了高速侵彻复杂介质的实时测定方法。 1.7 传感器执行器与微机电技术 开展了多种解码驱动器的研究。完成了半导体桥的工艺和实验研究。MEMS微机电技术与传感器、执行器设计相结合取得了较大进展,进一步对电容式微加速度传感器和低压化学气相淀积工艺开展了深入研究,对MEMS微波开关进行了设计和仿真。成功研制了具有24比特逐位鉴别功能的微波型安全密码锁。 1.8 高压电子与真空电子技术 研制了抗高过载的电子延时高压起爆装置,并经过了实验考核。研究了用于脉冲电容器绝缘性能无损检测的局部放电测量方法。对高压触发管导通性能进行了深入研究和分析。完成了光电混合点火的原理性能实验,并对安全性进行了改进。研制了1 kV场效应管纳秒高压脉冲源。对火花离子源脉冲工作瞬间的放电行为、密封充气型触发管抖动特性进行了研究。 1.9 电子系统抗辐射加固技术 开展了CMOS电路总剂量辐射特性、三端稳压器中子辐射特性、单片机电磁脉冲辐射效应、电缆转移阻抗测量等技术研究,完成了大量实验,得到了许多有重要参考价值的实验结果。 2 光电子学 2.1 高平均功率DPL技术 近年来,随着高功率二极管(DL)技术的进展及其成本的大幅度下降,二极管泵浦激光 器(DPL)技术水平得到大幅度的提高。DPL激光系统可采用单脉冲、准连续、连续等多种工作体制,高效节能,能满足不同的应用要求。 高平均功率DPL技术取得了全面、扎实的进展,特别是在DL陈列泵浦源技术、高重复频率DPL技术、高功率DPL技术研究等方面进展迅速。在片状晶体固体激光技术研究中采用DL陈列泵浦,已实现了400 W的激光输出;研制出20%占空比2.5 kW二维叠阵二极管激光器、百瓦级重复频率500 Hz的绿光DPL激光器和1 J 500 Hz MOPA激光器;同时开展了高功率薄片DPL激光器和中红外DPL关键技术的研究,开展了固体热容激光和光纤激光技术的探索研究。 2.2 ICF技术 用于ICF的高峰值功率固体激光技术得到迅速发展,研制出20 TW激光装置,围绕神光Ⅲ原型样机,开展了新型能源技术、同步控制技术、激光远场光斑参数测试技术的理论与实验研究。 2.3 氧碘激光器 报道了5 kW氧碘激光器的研制,并利用该激光器作为实验平台,研究了激光器气帘、扩压段热释放出光性能的影响,在氧碘激光器气动光学研究中取得新进展。 2.4 FEL技术 目前自由电子激光(FEL)的主要发展方向和研究重点是高平均功率和短波长。开展了高平均功率FEL关键技术攻关研究,取得的成果为进一步开展高平均功率中波红外FEL的理论和工程研制奠定了基础。 2.5 高能激光参数诊断技术 在大光斑高能激光光强时空分布参数测量方法中,陈列探测是一种较好的测试方法。报道了一种384单元、采样频率100 Hz的新型陈列探测器,并分析了探测器的标定方法和不确定度。
(张 健 陈兴无) |