203所星載銣鍾負責人楊同敏：非凡匠心磨一劍

平時言語不多，但句句珠璣，有著山東漢子的樸實，同時兼具科研工作者的嚴謹。他就是航天科工二院203所星載銣鍾負責人——楊同敏。

從2007年參加工作開始接觸銣鍾，恰逢北斗二代第一顆試驗衛星發射升空，楊同敏與星載銣鍾結下了不解之緣。楊同敏也先後獲得二院提高兩率勞動競賽先進個人、質量提升貢獻先進獎稱號。

原子鐘需要手工精心打磨

星載銣鍾是非常精密的產品，它必須花費時間來打磨，需要設計師精雕細作，這可能是一個普通的調試工人、試驗工人很難完成的工作，做出一台就必須是「健康」的一台，這樣上天之後才能萬無一失。楊同敏說，銣鐘調試完之後，需要在地面進行三、四個月的「考核」，經過力學、高低溫、老化測試等各項試驗測試，每個試驗前前後後都需要對數據進行對比、分析、確認。

外人看來一段雜亂無序的頻率數據曲線，恰恰是他們所要獲得的最好素材，一個有經驗的設計師可以通過這些數據「洞察」出產品當前以及未來的工作狀態。

「我們就要像鍾一樣連軸轉，鍾就像我們的孩子一般，傾注了大家的全部心血。每台測試機裡面都保存著銣鍾「成長」過程中的全部「體健」數據。」楊同敏介紹。

在一次測試過程中，發現整機頻率跳變，該現象發生在環境溫度變化過程中，環境變溫過程中銣鍾整機控溫電流有變化。通過對遙測參數的排查，經驗告訴他，應該是微波功率發生了微小變化。然而，控溫電流與微波功率是毫無瓜葛的，信號上也是分離的，這就引入了他進一步思索，通過多方面排故，最終還是斷定微波功率出現了小變化。

後來產品開蓋檢查，發現控溫電流通過一段導線傳導出去，導線為了釋放應力，使其自然彎曲，但彎曲形狀正好形成一個圈，圈的位置在微波匹配電路上方，控溫大電流在導線內流動時形成了一個磁場，正是這個磁場變化影響到了微波匹配電路的參數變化，隨之造成了微波功率的變化。

分析之後，將該導線釋放應力的形狀和位置改變，避免較大的靜態磁場出現，導線長度上也有所剪短。完後微波功率不再出現變化，頻率跳變現象消失。就是通過這樣不斷的細緻觀察，發現問題，我們對銣鐘有了更新的認識。

產品在生產過程中的任何一個偶然發生的小問題，都絕不能放過。「問題分析不透，我們對銣鍾就心裡沒譜，只有小問題修復了，大問題才不會發生。」楊同敏說。

原理摸透才心裡有數

不同批次的銣鍾真空開機50分鐘後，才能進行下一步指令操作，不同階段完成操作後的遙測狀態會稍有不同。當發送一個銣燈的電壓切換指令，激勵銣燈發光的振蕩電路電源從高電壓切換到低電壓，有時切換後光強值變的特別小，近乎於銣燈要滅的狀態，而此時銣鍾還穩穩的鎖定，並沒有失鎖，這對用戶的使用會帶來疑問。光強值的變化可以通過遙測曲線異常來發現。

通過仔細排查，大家發現，這個問題與電壓切換時間以及當時的真空度有關，由於銣燈組件的密封相對較好，氣體出來的比較慢，花費的時間比較長，而銣鍾加電後，由於內部組件溫度升高，多種材料的排氣率又進一步升高，導致銣燈組件真空度進一步降低，熱對流現象會更明顯。

楊同敏認為，設計過程中，真空中的銣燈周圍沒有氣體，不會產生熱對流，但這只是理論分析。由於銣燈周圍溫度超過100℃，除熱傳導外，恰恰又是熱對流的存在導致燈頭熱量進一步散失，燈電壓切低後熱源減小，溫度降低導致光強值很小，達到近乎銣燈熄滅狀態。看似簡單的措施是建立在對問題機理分析的到位以及試驗充分驗證的基礎之上，包含了原子鐘研製隊伍謹慎、細緻、追求真理的工作作風。

嚴格監測減少環境影響

銣鍾是個非常「嬌氣」的設備，任何風吹草動都會對它產生影響，為此衛星倉內也專門給他設置了一個恆溫「小房子」。地面試驗室由於有空調製冷，在溫度達到設定值26度壓縮機就會停，造成房間內會有2～3℃的周期性的溫度變化，會對測試設備有影響，導致測試曲線有波動。

我們就用紙盒子把測試設備保護起來，減少了溫度對設備的影響，效果立竿見影。

楊同敏談到，銣鍾在真空中，溫度不能波動太大，導致溫度變化的關鍵的因素有輻射、傳導。一旦產品裝機完成，傳導到因素是個固定量，基本不在變化，此時只有盡量環境溫度波動，減少輻射量變化。

今年任務量大幅度增長，科研任務異常艱巨。北斗在高高的太空中遨遊，原子鐘人卻很少有時間抬頭去仰望星空，他們在低頭躬身於眼前的美麗原子鐘，讓中國的北鬥成為世界上最精最准最穩的導航定位系統。（吳巍 楊同敏）

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