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國防“試煉場”突圍:國產(chǎn)電子測試測量儀器如何撐起大國重器“精度底色”

九三閱兵場上,東風(fēng)-21D反艦彈道導(dǎo)彈、東風(fēng)-26中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈等大國重器威嚴(yán)駛過天安門廣場,展現(xiàn)著中國國防力量的嶄新面貌。這些尖端裝備的可靠性背后,是國產(chǎn)電子測試測量儀器提供的堅(jiān)實(shí)技術(shù)支撐。




軍事武器裝備的研發(fā)與列裝離不開精密測試驗(yàn)證。電子測試測量儀器作為裝備性能的“驗(yàn)證者”和“把關(guān)人”,直接關(guān)系到國防裝備的可靠性和戰(zhàn)斗力。長期以來,我國高端電子測量儀器依賴進(jìn)口,面臨國外技術(shù)封鎖和出口管制。

如今,這一局面正在改變。在國防需求的牽引下,國產(chǎn)電子測試測量儀器通過軍工裝備對極端環(huán)境、高精度、高可靠性的嚴(yán)苛要求,實(shí)現(xiàn)了一系列核心技術(shù)突破,正從“可替代”走向“優(yōu)于進(jìn)口”,成為大國重器不可或缺的“精度底色”。


軍工需求倒逼技術(shù)突破


軍事領(lǐng)域?qū)ξ淦餮b備的特殊要求,使得測試技術(shù)和測試儀器成為確保裝備性能滿足實(shí)戰(zhàn)需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。軍用測試儀器需要滿足極端環(huán)境適應(yīng)性、抗干擾與保密性、長壽命與快速維護(hù)等特殊要求。

青島一卓光電TFN RMT手持式頻譜儀突破了歐美國家的頻段限制,實(shí)現(xiàn)了5Hz-40GHz全頻段覆蓋。該儀器采用自主創(chuàng)新的微波頻率合成技術(shù),在雷達(dá)信號檢測領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國產(chǎn)化替代,其重量僅1.2kg,卻能在-40℃至+70℃極端環(huán)境下穩(wěn)定工作,已廣泛應(yīng)用于野戰(zhàn)環(huán)境下的電子對抗和信號偵測。




玖錦科技矢量信號分析儀實(shí)現(xiàn)了2Hz-50GHz的超寬頻段覆蓋,在雷達(dá)抗干擾測試中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。該儀器采用自主研制的多通道同步采集技術(shù),測量精度達(dá)到±0.3dB,相比進(jìn)口設(shè)備成本降低40%,交貨周期從12個月縮短至3個月,為國防裝備的快速迭代提供了有力支撐。


PSA6000A矢量信號分析儀


技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)自主可控


而國產(chǎn)電子測試測量儀器的技術(shù)突破主要體現(xiàn)在材料創(chuàng)新、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計和自主可控三個方面。

廣五所三綜合試驗(yàn)箱采用自主開發(fā)的多物理場耦合控制技術(shù),能夠同時模擬溫度(-70℃至+150℃)、濕度(10%至98%RH)和振動(5Hz至2000Hz)極端環(huán)境,為高超音速導(dǎo)彈、新型戰(zhàn)機(jī)等裝備提供了接近實(shí)戰(zhàn)環(huán)境的可靠性驗(yàn)證手段。該設(shè)備突破了國外在環(huán)境適應(yīng)性測試領(lǐng)域的技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)了100%國產(chǎn)化。

兵科院寧波分院四通道超聲波檢測設(shè)備采用相控陣技術(shù)和自適應(yīng)聚焦算法,實(shí)現(xiàn)了對復(fù)雜軍工部件內(nèi)部缺陷的定量識別。該設(shè)備檢測精度達(dá)到0.05mm,比進(jìn)口設(shè)備提高20%,解決了航空發(fā)動機(jī)葉片、導(dǎo)彈殼體等關(guān)鍵部件檢測的"卡脖子"問題,成為裝備列裝前的"最后一道測試關(guān)卡"。


從實(shí)驗(yàn)室到戰(zhàn)場的應(yīng)用拓展


國產(chǎn)電子測試測量儀器正在從實(shí)驗(yàn)室環(huán)境走向?qū)崙?zhàn)化應(yīng)用,滿足部隊(duì)機(jī)動作戰(zhàn)、戶外測試、機(jī)內(nèi)測試等多樣化需求。
歐尼卡光學(xué)FZS1000反狙擊探測系統(tǒng)采用多光譜探測和聲波定位技術(shù),探測距離達(dá)到1500米,定位精度0.1度,已從軍事反監(jiān)視延伸至邊境安防領(lǐng)域。該系統(tǒng)在高原邊境地區(qū)的應(yīng)用表明,其環(huán)境適應(yīng)性遠(yuǎn)超進(jìn)口設(shè)備,能在海拔5500米、零下40度的極端環(huán)境下正常工作。
中科諦聽油料光譜儀采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對裝備潤滑油中13種金屬元素的在線監(jiān)測,檢測限達(dá)到ppm級。該儀器重量僅8kg,可用于野戰(zhàn)條件下的裝備狀態(tài)監(jiān)測,為裝備預(yù)測性維護(hù)提供了技術(shù)手段,已廣泛應(yīng)用于裝甲部隊(duì)和航空兵部隊(duì)。


產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐步完善


隨著國防需求的持續(xù)拉動,國產(chǎn)電子測試測量儀器產(chǎn)業(yè)正在逐步完善,涌現(xiàn)出一批在細(xì)分領(lǐng)域具有競爭優(yōu)勢的企業(yè)。


同惠電子TH2851系列阻抗分析儀測量頻率高達(dá)130MHz,采用自主創(chuàng)新的多頻點(diǎn)同步測量技術(shù),測試速度比進(jìn)口設(shè)備提高3倍,解決了高端電子元器件批量測試效率低的難題。該儀器已應(yīng)用于相控陣?yán)走_(dá)T/R組件的測試,測量一致性達(dá)到99.5%。


石家莊數(shù)英儀器脈沖/碼型發(fā)生器采用自主開發(fā)的高速信號重構(gòu)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了20GHz帶寬、128Gbps的數(shù)據(jù)速率,抖動小于150fs。該設(shè)備在汽車電子、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用表明,其性能指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平,打破了美國Keysight公司的技術(shù)壟斷。


國產(chǎn)電子測試測量儀器的技術(shù)突破主要體現(xiàn)在材料創(chuàng)新、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計和自主可控三個方面。


在材料方面,國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出殷鋼-碳纖維復(fù)合基板,其熱膨脹系數(shù)(CTE≤3ppm/℃)與芯片封裝完美匹配,避免高溫形變導(dǎo)致的接觸失效。在外殼設(shè)計上,采用鎂鋁合金加納米涂層,通過MIL-STD-810G振動測試和IP67防塵防水認(rèn)證。


在測試精度方面,通過內(nèi)置熱電偶實(shí)時監(jiān)測接觸點(diǎn)溫度,采用PID算法動態(tài)調(diào)節(jié)探針壓力,確保在寬溫域范圍內(nèi)接觸電阻波動小于5mΩ。這些技術(shù)創(chuàng)新為國產(chǎn)儀器在國防領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。


同惠電子在精密阻抗測量領(lǐng)域具有近三十年的技術(shù)積累,其TH2851系列阻抗分析儀測量頻率高達(dá)130MHz,解決了高端電子元器件批量測試效率低,精度差等技術(shù)難題。

石家莊數(shù)英儀器有限公司在高速信號重構(gòu)、低抖動電路設(shè)計等核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破,其自主研發(fā)的脈沖/碼型發(fā)生器系列產(chǎn)品已應(yīng)用于多個重點(diǎn)國防項(xiàng)目。


未來發(fā)展機(jī)遇


未來,隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的應(yīng)用,電子測試測量儀器將向更高精度、更智能化、更能適應(yīng)復(fù)雜應(yīng)用場景的方向發(fā)展。智能化測試儀器可以實(shí)現(xiàn)自動化測試、智能故障診斷等功能,大幅提高測試效率和準(zhǔn)確性。

集成化也是重要發(fā)展方向。通過虛擬儀器技術(shù),利用計算機(jī)、顯示器、數(shù)據(jù)卡等硬件平臺,配合不同測試軟件完成多種測試任務(wù),形成集成化、多功能測試系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程測試技術(shù)也將得到廣泛應(yīng)用。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集,可以對遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行測試、監(jiān)控、診斷和控制,在測試現(xiàn)場危險或困難的情況下提供安全可靠的解決方案。

國產(chǎn)電子測試測量儀器的發(fā)展歷程,折射出我國國防科技工業(yè)的進(jìn)步軌跡。從最初的技術(shù)引進(jìn)到消化吸收,再到自主創(chuàng)新,國產(chǎn)測試儀器都在一步步實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

在國防需求的牽引下,國產(chǎn)電子測試測量儀器不僅為大國重器提供了可靠的“精度底色”,也為整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了持續(xù)動力、隨著軍民融合的深入推進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)突破。國產(chǎn)測試儀器必將為國防現(xiàn)代化建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。


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