（一）项目背景 本项目源自无线通信系统中多波束天线设计实际技术需求。多波束系统具有高角度选择性，可以实现频率复用，即同一个频段在不同空间内得到重复利用，能够大幅度提高信道容量。传统相控阵天线系统中的移相器、衰减器成本高昂，能效较低，难以民用。常用替代方案有无源矩阵网络阵列天线和抛物面天线系统。但阵列天线的馈电网络随着天线数量的增加会更加复杂，并带来严重的损耗问题；而抛物面天线系统虽然性能优良，但其体积相对较大、笨重，不利于集成。因此，提高多波束天线系统的效率、简化结构、降低成本是迫切需要解决的关键科技问题。 （二）项目简介 本项目提供一种用于无线通信系统中的多波束低造价超表面天线。当每个波束独立工作时，通过切换波束实质上实现了波束扫描。雷达、卫星通信、新一代移动通信都需要波束扫描或多波束天线提高通信容量和覆盖灵活性。超表面具有调控电磁波的极化、传播和空间分布的能力，将电磁超表面与天线设计相结合，有效避免了复杂网络设计、成本较低、设计灵活。研究基于电磁超表面的高效率、低成本的多波束天线是解决上述问题的一个重要设计方向。 （三）关键技术 该项目利用超表面的灵活相位调控，实现多个波束的产生，涉及到的关键技术包括多波束天线以及涡旋波生成技术。 1.多波束技术。多波束天线具有高增益、低副瓣以及可在较宽范围内波束扫描等优点，广泛应用于雷达系统、卫星通信以及 5G 通信等技术领域，在满足辐射性能要求的同时还要考虑成本、可靠性、体积等因素。其中，多波束抛物面天线、多波束相控阵天线、多波束透镜天线等应用最为广泛。抛物面天线增益高、结构简单，但往往体积笨重、波束一致性差、覆盖范围窄，波束扫描速度较慢；相控阵天线采用电子扫描的工作方式，具有较高的扫描精度和较快的扫描速度，然而大规模的有源相控阵制造成本高，难以大量应用；多波束透镜天线具有频带宽、波束覆盖范围广、结构简单、成本低等优点，基于电磁超表面的透射阵易于加工、剖面低，具有较为广泛的应用。利用电磁超表面可以实现对电磁波波前相位的灵活调控，高增益多波束透射阵天线由 90°极化旋转超表面单元组成，该超表面单元可以同时完成极化旋转和相位补偿。将 5 个线极化平面馈源以空间馈电形式安装，5 个平面馈源分别独立馈电可以形成 5 个不同指向的波束，从而完成波束扫描。该天线剖面较低，采用空馈技术使得馈电网络简单，整个天线质量轻，便于安装，是无线通信系统中天线端可取的方案。 2.涡旋波生成技术。在微波射频波段产生涡旋电磁波，常用方法通常为螺旋相位板、反射面和环形阵列天线，螺旋相位板成本高、体积大，产生涡旋波效率低，不利于远距离传输；反射面容易设计、效率高，但加工较为困难且体积较大，限制了应用范围；环形阵列天线可以调节阵元间相位差以产生精确的涡旋电磁波，是较为方便有效的方法之一，加工容易，成本较低，但馈电网络设计较为复杂，不利于大规模推广。 基于人工电磁表面的天线技术近年来发展迅速，超表面是由亚波长单元在特定平面或曲面通过周期排列构成，其厚度小于工作波长。超表面与传统材料相比，其功能上的优势体现为可以对照射到其表面的电磁波传播特性和反射特性进行灵活调控，即对透射波和反射波的幅度分布、相位分布、极化状态的灵活控制，使波束在电磁表面上形成 exp(-jlφ)的相位分布，就可产生 OAM 涡旋电磁波束。由于每个电磁表面单元的相位都具有独立调整的能力，因此设计自由度大，能产生模态纯净的 OAM 涡旋电磁波束，同时超表面天线的剖面通常很低，占用空间小，平面印刷结构也大幅降低结构设计的复杂性，同时由于不需要馈电网络，也不存在馈电损耗，容易实现较高的口径利用效率。

1、【接收天线】无源；可测－75dBm或5pC的放电信号；频率范围：0.3-1.8GHz输出接口：50欧或75欧同轴电缆驻波比：小于3 2、【放大器】输入接口：50欧或75欧同轴电缆，来自接收天线放大倍数：40dB滤波输出：1kHz - 100MHz带通噪声系数NF：小于3db

当待定点无法用 GNSS 方法直接测定时，本发明提供一种 GNSS 与激光测距相结合的测量系统及测 量方法，其装置成本低廉、便于携带，方案简单易行。激光测距装置仅需提供距离观测值，摆脱了对于 方位、角度观测值的依赖，测程可达数百米，可实现多个已知点上快速作业，最少只需在两个点上进行 测量，通过最小二乘和合理定权，最终能获得待定点坐标的最优解。本发明有效弥补了现有技术的缺陷， 具有广阔的应用前景。 

本发明公开了一种声压测量传感器及多纵模光纤激光器声压测 量系统。声压测量传感器包括金属圆桶、薄膜和光纤；金属圆桶的侧 壁中部有开孔，内壁设有吸音棉；薄膜位于金属圆桶的上端开口处， 形成密封结构；光纤两端固定，呈紧绷状态，中部粘贴在薄膜的表面。 多纵模光纤激光器声压测量系统包括 980nm 泵浦光源、多纵模激光谐 振腔、光纤隔离器、光电转换模块和频谱分析仪；多纵模激光谐振腔 包括声压测量传感器、波分复用器、掺铒光纤、可

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近年来随着智慧城市、高精地图、无人驾驶等行业的快速发展，移动测量系统作为一种高新的测绘地理信息装备在测绘地理信息生产中的作用也日益突出，是当今测绘领域最前沿的科技之一。该传统集成了激光扫描仪、工业全景相机以及定位定姿等多种传感器，能够在移动状态下实时主动地获取近景目标的空间坐标、属性数据及实景影像等多种信息。

本测量系统安装在线路上，在不破坏原有线路的基础上，实现列车通过时对其轮对主要几何参数的动态测量。整个测量系统采用了非接触式激光传感器和涡流位移传感器，具有机构简单、成本低、设备故障率低和测量效率高等优点，测量系统具有计轴计辆、自动报警、自动存储等功能，测量系统采用具有自主知识产权。 主要参数及技术指标： 测量参数测量精度测量参数测量精度轮缘厚误差0.5mm圆周磨耗0.5mm踏面直径1mm轮辋宽£0.8mm轮对内侧距0.5mm适应列车运行速度0－15km/h  测量系统的主要特点： 1.首先提出采用激光非接触动态测量车轮直径的方法技术，正在申请国家发明专利； 2.利用已有专利技术[96216065.2，00243380.X，012004420.2]，即利用平行四边形机构来测量轮对的磨耗和踏面擦伤； 3.按照轮缘厚度的定义,提出了使用激光技术非接触式测量轮缘厚的方法与技术；并在此基础上，实现了激光对轮对内侧距和轮辋宽的非接触式测量； 4.本测量系统经过现场测试和运行，基本达到实用程度。

由西安交通大学精密工程研究所自行研制开发的逆向测机系统是逆向工程（RE）领域的关键设备之一，是先进制造技术的重要组成部分。它主要用于工业产品的快速开发和快速制造过程，它的推广与应用将给企业界带来一种全新的生产制造模式。本研究所研发的逆向测机系统是利用先进的非接触光电测试手段，并运用现代图像采集和处理技术对三维物体进行扫描测量，高效率地获取物体的三维轮廓信息

成果介绍高炉喷煤在线测量技术与监控系统由静电法支管煤粉流量计和高炉喷煤数据监控系统两部分组成，数据监控系统可以监测高炉风口各支管的喷煤状态、均衡喷煤、提高煤粉的燃烧率，保证高炉炉况稳定顺行，并为高炉控制总喷煤量和各风口喷煤量以及管道堵塞情况提供在线检测手段和数据。静电法支管煤粉在线测量技术可以在线检测高炉喷粉系统内各支管煤粉浓度、速度和流量，针对煤粉管路堵粉、断粉预警、报警并喷吹系统机启停的二次保护。技术创新点及参数（1）非介入式全截面测量传感器，不存在盲区。（2）非接触式测量，使用寿命长。（3）测量传感器安装在燃烧器端，真实反映进入高炉内风管内煤粉浓度和风速的状态。（4）可减小煤质变化等复杂因素的影响，确保了此测量系统的测量误差小于3[%]，且不受煤粉种类、湿度和颗粒尺寸的限制。市场前景高炉喷吹粉煤不仅可以大幅度降低焦比，增加产量，而且可以缓解焦炭严重不足的局面，从而起到降低炼铁成本。高炉喷吹煤粉支管内风粉的均匀性影响炉内燃烧的稳定性和燃烧效率，当煤粉浓度过高、风速过低会引起送粉管堵塞。本系统通过（1）连续检测喷吹系统支管浓度、速度等信号, 准确地判断各支管的当前喷吹状态, 同时根据各支管喷吹的煤粉分配指示质量流量监测各支管喷吹的一致性、均匀性；（2）利用历史数据库, 通过各支管浓度、速度等参数以及煤粉分配指示质量流量数据表或趋势图, 可以了解喷煤系统一周的支管煤粉喷吹状况；（3）支管堵塞、停煤、断煤及输煤不畅等喷吹故障进行在线监测和报警，使操作工能够及时了解喷吹管线的状态并采取相应的措施，确保喷吹系统的稳定运行；（4）本系统有助于改善喷煤操作, 提高喷煤控制水平。

目前，国内外主要利用三坐标测量机和齿轮测量中心进行大齿轮的测量，这种仪器可测量的齿轮最大直径不超过 5m，且价格昂贵。本项目利用激光跟踪仪的大尺寸测量和三坐标测量机的高精度测量能力， 将两者结合起来，利用激光跟踪仪进行被测齿轮和三坐标测量平台定位，利用三坐标平台完成齿轮特征   线高精度测量，研制出可测量外径Ф3000 ~ 10000mm、最小模数 6mm、精度 6-7 级及以上，具备测量齿轮几何参数、齿廓、齿向（螺旋线）、接触线、齿厚及齿面拓扑误差等功能的特大型齿轮测量系统，填   补了直径达 10m 的大型齿轮测量空白。项目获国家发明专利 14 项，软件著作权 7 项，发表论文 20 篇。