小孔径天波超视距雷达多径模糊污染消除及海杂波抑制

由于电离层的结构分层性及厚度的不均匀,在超视距探测中会出现多径模糊的现象,使同一个目标出现在多个距离单元上,造成目标识别的不准确。针对传统天波超视距雷达( OTHR)接收阵列不具备俯仰分辨能力的不足,利用小孔径OTHR在俯仰方向的分辨能力,将几何估计结果与测向结果相结合,在俯仰方向自适应波束形成,消除了多径模糊带来的影响。同时改进了基于奇异值分解( SVD)的海杂波抑制算法抑制海杂波,提高了目标信杂比以便于后续检测。仿真实验结果显示所提方法能够很好地消除多径模糊带来的影响,同时抑制了海杂波,信杂比提高了9 dB。     

基于光子数可分辨探测器的单脉冲光子数检测

为了对未知脉冲所含的光子数进行标定,针对不同光子数的光脉冲在超导环境下,微波动态电感探测器(MKID)作用时,测量系统输出的信号差异性,采用平均区间取值法和迭代法分别进行标定,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,MKID能够在低温测量系统中对未知1550nm单脉冲光的光子数进行识别; 经过数据处理后得到平均光子数分别为1.98和1.81;其中平均区间取值法标定光子数过程较为简单,迭代法有待继续探索。这一结果对单脉冲光子数检测是有帮助的。     

中国计量科学研究院建成量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐，1990年1月1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准代替使用了几十年的电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力，在2003年建成了量子化霍尔电阻标准。课题组自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件，并建成了高精度的低温电流比较仪，以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进电阻值。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度为10^-10量级，达到国际领先水平。     

交流量子化霍尔效应及其应用

利用量子化霍尔效应实现的直流电阻自然基准已经得到广泛应用,国际计量委员会给出了量子化霍尔电阻的国际推荐值作为各国统一电阻量值的依据。为了保持单位的一致性,交流阻抗的单位亦应溯源到量子化霍尔电阻,国际上因此开展了交流量子化霍尔电阻的研究。目前从交流量子化霍尔电阻传递出电容量值的不确定度已达到１～２×１０－７,可以基本满足实际工作中交流阻抗单位准确度的需要。要进一步提高交流量子化霍尔电阻的准确度,则需要在一些基础性的研究方面作更为深入的工作。     

低温电流比较仪介绍

低温电流比较仪是当前国际上最准确的测量直流电流的比例量具,其比例准确度可达到１０～(－１３)以上,且可实现任意的比例值,在电磁计量基准、标准的建立中起着重要的作用。     

基于保角变换的微小电容标准建模与设计

在可编程电容器中,亚皮法量级的微小电容单元因受边缘效应等杂散电容的影响较大,难以实现准确、稳定的微小电容标准。本文给出了一种基于Kelvin等电位保护电极的微小电容单元实现方法,该方法将影响小电容单元的杂散电容限定为中心电极与保护电极之间因边缘效应而产生的杂散电容。并对此结构建立了等效微小电容单元解析模型,给出了一种通过保角变换分析杂散电容变化的算法,发现在电极厚度以及间距一定的情况下,中心电极与保护电极之间的气隙是杂散电容的主要影响量。基于此,分析气隙变化对杂散电容和主电极电容值的影响,同时结合有限元分析软件Ansoft Maxwell验证,确定微小电容单元的最佳气隙区间,进而准确实现微小电容标准的设计。经测试,在可编程熔融石英电容器中,亚p F量级实际微小电容单元电容值与设计微小电容单元电容值一致性良好。     

一种用于摆动天平系统的位移传感器设计

在摆动天平法的研究中,为了准确地采集到天平横梁摆动的位移信号,需要设计一款测量范围20mm左右,灵敏度高于0.1V/mm的位移传感器。针对摆动天平法研究中对位移信号检测的要求,作者分析了非接触性测量中的电涡流式位移传感器的基本结构和工作原理,设计了一种用于检测天平横梁摆动信号的电涡流式位移传感器,并通过实验对自主设计的涡流传感器的线性度、灵敏度、迟滞以及重复性进行了测试。实验结果表明该传感器在20mm范围内,输出与线性拟合值差值的相对标准差小于3.46×10-3,相对迟滞误差小于0.0045,适合用于摆动天平法课题研究中对天平垂直摆动位移的测量。     

石墨烯在计量科学中的应用

石墨烯是一种具有奇异特性的新型材料,它由单层碳原子构成六方蜂巢状二维结构。因其具有独特的电子能带结构而显示相对论电子学特性,石墨烯是迄今为止人类发现的最理想的二维电子系统,具有丰富而新奇的物理特性。综述了石墨烯的结构、特性、制备方法及其可能的工业应用,结合现代计量科学进展,对石墨烯在量子计量基准中的应用前景进行了展望。     

用于量子化霍尔电阻标准的GaAs/AlGaAs异质结二维电子气结构

设计并利用分子束外延生长了GaAs/AlGaAs异质结结构,以制作应用于中国电阻基准的量子化霍尔电阻器件.报道了这种制作量子化霍尔电阻器件的步骤及结果,讨论了利用77 K下二维电子气的载流子浓度和迁移率数据初步判断其是否适合用于量子化霍尔电阻标准的方法和该方法的局限性.     

实现质量量子基准的两种途径

基于基本物理常数定义新的国际单位制成为21世纪国际计量界研究的热点,然而目前一些常数的测定 尚未达到所需的不确定度范围。质量量子标准研究更是目前计量领域研究的重点和难点。经过30多年的发展, 硅球法和功率天平法取得了重大进展,但目前发表的测量结果之间尚存在10^-7量级的偏差。通过详细比较各国实 现质量量子基准的两种途径,指出无论是依靠普朗克常数&还是阿佛伽德罗常数,在现阶段,取代国际千克原器尚有很长的一段路需要摸索。