■ 李春景 吴巍
航天科工二院203所用工匠精心打磨小铷钟,目前已经实现了批量化生产,性能指标达到世界一流水平,环境适应性强,且具有很强的抗振性能,完善了203所原子钟的产品链。截至目前,已经签订的合同量比去年全年增长59.2%。
小铷钟的应用领域广阔,从电力、电信、科研生产、雷达等,用于短时间自主守时,温度适应性强,可靠性好,其中抗振型号可适应海陆空各型装备的振动环境。203所已经实现了从晶体元器件、原子钟、到时间频率系统的完整时频产品体系。
脱胎于明星产品
高精度星载铷钟是203所原子钟的明星产品,已经大量应用于北斗导航中,被誉为卫星导航定位系统的心脏,可为卫星系统提供高稳定的时间频率信号。203所的小铷钟具有独到的物理部分设计和电子系统设计,其充分借鉴了高精度星载铷钟技术,应用了低噪声锁相微波合成、低噪声伺服、高稳电源、分离滤光、光路整形、超窄带光学滤光等关键技术,研发的小型铷钟的频率稳定度和漂移率已迫近高精度星载铷原子钟,而且小身材和宽松的接口要求大大增加了用户的使用灵活度。
把握性能和可靠性设计
性能和可靠性,永远是用户最关心的两个重点。203所小铷钟虽然定位于地面设备,但在保证性能的前提下,可靠性设计与验证仍是不敢怠慢的工作。产品虽借鉴了成熟的星载铷钟技术和理念,但具体设计并不相同,尤其是小铷钟工作的温度、电磁环境、振动等环境甚至比星载产品更加恶劣,所以必须在设计阶段充分考虑技术方案,并在后期进行充分验证。经过复杂而细致的设计与调整,小铷钟通过了性能与可靠性重重考验。抗振版本小铷钟在量子系统、晶体振荡器、锁频环路等方面进行了抗振设计,静态性能保持不变,可保证在野外的振动环境下不失锁,满足更多客户的使用需求。
产品不光要好还要造得出
产品再好,如果制造困难,那就是海市蜃楼。产品的性能、可靠性、可生产性都是设计决定的,用什么方案,用什么器件,决定了以后的生产一致性、生产效率和成本。设计团队一直秉承不能交付工人生产就不算完成设计、工人生产起来困难就不是好设计的设计理念,从设计之初就预测和把握生产过程的调试难度和生产工作量,尽量减少调试点,保证参数设计容差和裕度,使产品做到调试不超过3个点,大大提高了生产效率。生产主要工作量集中于装配、测试和老化、试验、挑选环节。
生产设计迭代改进
设计团队将产品交付生产线生产不算万事大吉,设计团队还要跟踪生产过程中出现的技术问题,将问题消灭在萌芽阶段。比如有的器件对安装工艺、回流焊温度要求过高,有的器件供货困难或货源质量不稳定,有的器件影响客户功能诉求的实现,设计团队在摸清问题后果断进行更换;对于产品软件内容的设计,也充分参考了客户的实际使用需求和使用环境,针对性进行功能修订和bug清除。产品在客户手里遇到的使用环境多种多样,甚至有些客户的反馈会让产品有点“冤”,但203所要求设计师队伍虚心对待所有问题,客户有问题要积极协助解决。产品服务和产品本身一样重要,所有问题与质疑都成为203所改进产品的宝贵经验。
整理经验,顺应市场需求
用最少的产品型号满足尽量多的客户需求,更加有利于提高可靠性、降低生产成本,这是小铷钟团队的产品开发理念,但203所也不会固步自封。越来越多的客户反映,很多场合要求体积和功耗大幅降低,而目前国产的微型原子钟都难以拿到货,要花很贵的价格去买国外产品。为此,203所在目前小铷钟基础上开发功耗在3瓦以下、耐高温、可批量生产的微型原子钟,体积与普通恒温晶振相仿,届时可更有效满足用户使用需求。
更敬业、更专业,是203所做产品所秉持的理念,为用户提供性能更好、可靠性更高、让人更放心的原子钟产品,是203所坚定的工作目标,希望203所产品与中国设计、中国制造共同起飞,共筑中国梦。