1.基于光控近场扫描的微波电路辐射场高效测量新技术研究

研究目标

微波电路，包括集成有源器件的射频模块或天线的辐射场分布测量，是分析其电磁兼容性、诊断故障和验证设计的关键依据，现有的金属探针扫描法因探头体积大、引入干扰强、扫描耗时长，难以对电路表面进行高分辨率、高效率的测量，更无法灵活应对有源电路的非互易特性。为解决上述问题，需开展基于光控等离子体散射原理的新型微波电路辐射泄露场高效测量技术研究。通过激光在薄硅片上激发等离子体“虚拟探头”，利用其对待测泄露电场的散射效应，结合针对无源/有源电路的单站/双站测量新方法，实现对各类微波电路辐射泄露场的快速、精准、矢量场分布成像。辨识微波线路的泄漏场分布特征，为微波电路与集成天线的设计优化、电磁兼容分析评估提供全新技术手段。

研究内容

（1）基于光控近场扫描的有源/无源微波电路泄露场分布测量系统设计；

（2）典型有源/无源电路泄露场分布特征与工作状态关联研究，探索利用电路泄露场诊断电路状态的新方法；

（3）实现微波电路辐射场高效超近距三维场分布测量。

考核指标：

（1）空间分辨率：优于1.5 mm；

（2）扫描测量时间：< 20 秒；

（3）适用频率范围：2 GHz - 40 GHz；

（4）可测量面积：>10cm×10cm。

研究周期：2年

研究经费：30万元

完成形式：

（1）典型微波电路测量结果样例1份；

（2）微波电路辐射场光控扫描测量研究报告1份。

（3）科技论文1篇。

发布方式：公开发布

技术联系人：成老师（15300179712）

2.面向电磁兼容可靠性的射频功率放大器（PA）芯片温度特性建模与快速测试矩阵技术研究

研究目标

射频微波器件广泛应用于各种复杂的环境，面临着温度、湿度、冲击、腐蚀、振动以及辐射等多种环境的影响。尤其是恶劣的电磁兼容环境常常导致PA芯片发生退化、甚至失效。同时，工作中的PA芯片，尤其是失效的PA还会表现出更加复杂的电磁特性，带来更为复杂的电磁兼容性问题。它不仅影响自身的工作特性，还会影响周围部件乃至整个系统的正常工作。因此，恶劣环境下PA芯片的可靠性与电磁兼容特性备受关注。

针对射频功率放大器（PA）芯片在实际工作中温度变化大、电磁环境复杂导致的性能波动与可靠性问题，在已有射频 PA测试平台基础上，建立高准确度行为模型，分析PA芯片电磁兼容问题。研发一套面向PA芯片多物理场、多工况的快速测试矩阵系统，实现芯片性能、温度、可靠性相关参数的快速表征与评估，为射频PA芯片电兼容性设计优化、批量测试与可靠性提升提供支撑。

研究内容

（1）射频PA芯片温度—电性能关联特性分析

①分析温度、输入功率等对PA增益、效率等指标的影响规律；

②提炼温度导致性能退化、应力累积与可靠性下降的关键关联因素。

（2）温度特性的射频PA行为模型构建

①在原有行为建模基础上，引入温度变量，建立宽温域、宽工况行为模型；

②实现不同温度下PA输出特性的快速预测；

③为芯片可靠性预判与电磁兼容（EMC）相关性能包括辐射、干扰及抗扰分析提供模型基础。

（3）快速测试矩阵系统开发与集成

①设计并实现多通道、多应力、快速切换的快速测试矩阵；

②完成程控电源、信号收发、数据采集等硬件与软件集成；

③实现芯片在不同温度下S参数、输出功率、增益等关键指标的自动化快速测试。

考核指标：

（1）模型在典型工作温区（-40℃~125℃）内，模型误差MSE优于10-3；

（2）系统通道数：快速测试矩阵支持至少4通道并行或快速切换测试。

（3）快速测试矩阵插损≤10dB；反射系数≤0.5。

研究周期：2年

研究经费：30万元

完成形式：

（1）快速测试矩阵系统1套；

（2）研究报告1份；

（3）科技论文1篇。

发布方式：公开发布

技术联系人：成老师（15300179712）

3.基于冷原子芯片的亚多普勒冷却关键技术研究

研究目标

冷原子干涉仪利用原子的相干特性，将原子本身作为高精度传感器，为惯性测量带来了革命性突破。磁光阱作为激光冷却原子技术中最为简单和有效的技术，为研究原子的量子效应和量子测量等提供了平台。然而，传统磁光阱体积庞大、结构复杂，并且以多普勒冷却为基础，原子温度存在冷却极限（~100μK），并且在以原子钟、原子重力仪、原子陀螺仪等领域，需将原子温度进一步降低，以提高测量的灵敏度与精确度。为解决上述问题：（1）将激光冷却和操控原子的功能集成到微纳尺度的冷原子芯片上，可以大幅减小系统的体积、重量和功耗，提高其稳定性和可靠性；（2）研究适用于芯片平台的亚多普勒冷却新方案，确保芯片俘获的原子达到足够低温度和相干和相干性。

通过攻克亚多普勒冷却与芯片集成相结合的这一关键技术节点，不仅能为小型化、高精度冷原子干涉仪的实现提供直接解决方案，更将有力推动量子精密测量技术从实验室走向实际应用，具有重要的科学价值、技术价值和战略意义。在芯片尺度下成功实现针对碱金属原子的亚多普勒冷却，将原子温度稳定冷却至低于该原子的多普勒冷却极限温度，并实现冷却原子数不少于2E5。

研究内容：

研究基于冷原子芯片的单光束亚多普勒冷却方案。设计并利用纳米光刻技术制备线性冷原子光栅芯片，通过对单束入射激光波前的精确相位调制，在芯片上方生成多束具有特定偏振、角度和相位的衍射光，以构成用于俘获原子光学黏团的结构。研究光栅参数与衍射光场的关系，优化光栅设计并实现高效的偏振梯度冷却。

考核指标：

（1）冷原子数≥2E5；

（2）原子温度≤20μK。

研究周期：2年

研究经费：20万元

完成形式：

（1）基于冷原子芯片的亚多普勒冷却系统1套；

（2）科技论文1篇；

（3）专利（受理）1份。

发布方式：公开发布

技术联系人：张老师（18518169533）

4.面向机载激光雷达的量子压缩光源关键技术研究

研究目标

针对激光遥感对微弱回波信号高灵敏度探测的应用需求，发展连续变量量子压缩光源增强的激光回波探测技术，为后续深入开展量子相干激光雷达提供基础理论支撑和关键技术验证。

面向量子增强激光雷达应用需求，突破量子压缩态光场与雷达系统耦合、量子压缩态光场宽带探测等关键技术，通过理论分析和模拟试验验证，高效获取目标强度/距离/多普勒等信息，实现雷达微弱回波信号探测信噪比的提升。

研究内容

（1）量子压缩态光场与相干雷达系统耦合技术：将量子压缩光引入相干外差激光探测系统中，代替本振光实现高灵敏度回波信号探测，二者高效耦合是本项目的关键技术，在保证压缩态光场压缩度前提下，提高微弱信号提取能力，开展空间直接耦合技术研究；

（2）量子压缩态光场宽带探测技术：将量子压缩光作为本振光，并实现外差相干探测，对探测器差拍带宽和增益提出很高要求，要能高保真输出量子压缩相干探测的回波信号，开展宽带平衡零拍探测器共模抑制比的方法研究；

（3）量子光场高效耦合验证技术：在分析明亮压缩光与主振回波高效耦合基础上，搭建耦合效率验证光学平台，完成室内模拟验证实验。

考核指标：

（1）量子压缩光源与机载相干雷达的耦合效率优于85%；

（2）量子压缩态探测最大带宽优于80MHz；

（3）多普勒信息地面验证实验不小于3 dB的量子增益。

研究周期：2年

研究经费：20万元

完成形式：

（1）构建覆盖量子光源与回波信号耦合、相干外差探测与评估的量子增强多普勒激光雷达实验系统，量子增益优于3.0 dB；

（2）形成关键技术研究报告1份，包括量子压缩态光场与相干雷达系统耦合技术，量子压缩态光场宽带探测技术以及量子光场高效耦合验证技术；为后续量子相干激光雷达技术开展提供理论基础与实验数据；

（3）发表学术论文1篇，申请发明专利1项。

发布方式：公开发布

技术联系人：张老师（18518169533）

5.面向动态测量的绝对重力仪振动补偿优化方法研究

研究目标：

针对动态绝对重力仪在复杂环境下测量易受振动干扰、补偿精度不足的问题，开展加速度计温度影响、动态传递函数及振动补偿优化方法研究，形成适用于动态测量场景的振动补偿算法，并通过实验与现场测试验证，为提升动态绝对重力测量精度提供技术支撑。

面向动态绝对重力仪测量过程中振动环境复杂、补偿精度受限的问题，围绕振动补偿链路中的关键环节，开展加速度计温度影响机理以及传递函数研究，建立一套适用于动态绝对重力仪振动补偿优化方法。

研究内容：

（1）加速度计温度影响规律及补偿方法研究：研究动态原子绝对重力仪振动补偿中加速度计受温度变化影响的机理，分析温度对加速度计零漂、校正因子等参数的影响规律，提出温度补偿方法；

（2）加速度计传递函数构建方法研究：研究加速度计动态传递函数构建方法，建立包含幅值、相位及频带特性的模型。

考核指标：

（1）温度补偿后相比温度补偿前，振动补偿效率优化10%；

（2）完成不少于1次典型动态测量场景现场测试，实现动态状态下振动补偿效率优于95%；

（3）船载系泊情况下，使用本项目开发的振动补偿算法将绝对重力仪测量灵敏度优化至10 mGal/以内。

研究周期：2年

研究经费：20万元

完成形式：

（1）动态绝对重力仪振动补偿算法1套；

（2）科技论文1篇；

（3）研究报告1份。

发布方式：公开发布

技术联系人：张老师（18518169533）

6.核设施周边环境辐射剂量率贡献来源与机制研究

研究目标：

军工和民用核设施已成为国家能源和核安全战略的重要组成部分。核设施建造和运行对周边带来的环境影响、公众健康安全、国际责任等方面问题均逐步引来关注，部分设施周边环境辐射影响已逐步显现，政府和公众重点关注的基础指标空气中辐射剂量率实测值时有异常发生，同时部分地区也带来公众舆情的问题。核设施周边环境辐射剂量率贡献来源与机制亟待系统化研究和验证。

选取某典型核设施作为研究对象，面向周边环境部分点位地表辐射剂量率数据异常起因分析及公众舆情应对需要，对环境地表辐射剂量率贡献所有来源及成因开展系统性研究，研究设施近年来当地宇宙射线、放射性流出物排放与扩散、环境气候条件、地表沉降、地表氡析出、地表土壤以及地质组分等因素带来影响情况及贡献比，建立一套通用核设施周边环境地表辐射剂量率贡献分析方法，同步编制一套科学科普素材。

研究内容：

（1）核设施历年来放射性流出物排放、环境监测数据以及周边环境地质勘察与资料分析；

（2）核设施周边环境辐射剂量率贡献来源组成研究；

（3）环境剂量率贡献来源（天然核素和人工核素）实地监测和实验室样品分析测量。

（测量项目包括宇宙射线、地表辐射剂量率、中子周围剂量当量率、地表沉降物核素浓度、地表氡析出率、空气中氡浓度、土壤样品核素浓度、地质石头样品组分等）

考核指标：

（1）核设施周边环境辐射剂量率贡献来源分析方法1套；

（2）开展核设施所在地宇宙射线测量，选取3个剂量率异常点位、1个对照点及1个正常点位开展地表辐射剂量率、中子周围剂量当量率、地表氡析出率、空气中氡浓度监测，形成测试报告一份；

（3）对上述5个点位开展地表土壤样品采集（采样深度不小于60cm）和放射性核素实验室分析，形成测试报告一份；

（4）对核电周边典型地质固体样品采集并分析其组分，并对其放射性核素分析测量，形成测试报告一份。

研究周期：2年

研究经费：30万元

完成形式：

（1）核电厂周边环境辐射剂量率贡献来源分析方法1套；

（2）测试报告3份；

（3）EI及以上论文1篇；

（4）核设施周边环境辐射剂量率贡献科普报告1份。

发布方式：公开发布

技术联系人：王老师（15535387175）