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匠心筑梦向太空

2021年6月17日9时22分,伴随着火箭的发射成功,承载着全国人民重托的神舟十二号载人飞船载着3名航天员再一次奔向太空,奔向空间站天和核心舱,这意味着中国人正式开启在自己建造的“太空家园”中开展重大科学实验。
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瘦身“健体” 小身材更可靠
在载人飞船测控与通信产品家族里,最重要的两位成员当属应答机和空空通信机了。应答机用于传输船-地之间的遥测、遥控、话音及测轨数据。空空通信机建立与空间站核心舱之间双向通信链路,主要传输图像、话音及定位数据等。根据空间站工程任务需求,本次飞船所使用的应答机及空空通信机增加了数据下行链路带宽,但需具有更轻的重量,更小的体积和更高的可靠性。
在应答机产品初步方案设计时,中国航天科技集团八院电子所产品技术负责人金骏,采用最新的射频微波集成电路技术,将原来的分立元器件升级为集成器件。“这样不但减少了元器件的数量,还减小了产品的体积和重量,神舟十二号应答机的体积和重量,仅仅是神舟十一号应答机的一半。” 金骏说道。
起初方案设计和生产似乎顺风顺水,然而产品电性能测试结果如同一盆冷水,浇灭了所有人心中的欢喜。测试发现,这台产品的电磁兼容指标有所恶化,不能满足飞船的使用要求,“瘦身”的结果是“伤身”。经过分析,其原因在于产品的体积减小之后,辐射杂波在狭小的空间里相互“串门”,干扰了电路的正常特性。为了给产品“疗伤”,八院研制团队从元器件重新选型和切断干扰路径两个方向下手。产品中最大的干扰源是分频器,为了兼顾性能和电磁兼容,研制团队选择了多款不同规格的分频器经过仿真分析才最终定型。同时严控传输信号的印制线和导线安全间距,避免不同的信号互相“串门”。最终,电磁兼容问题得到了完美的解决,应答机“瘦身”取得了真正的成功。
空空通信机的“瘦身”优化设计方案,采用了硬件功能软件化的思路,不同需求采用选择不同软件配置项。针对不同的工作模式,中频信号处理模块采用硬件通用化设计和软件无线电技术实现对中频信号的信息提取和基带处理功能,最终空空通信机重量减少1/3,体积减小1/2,同时产品研发时间更短、产品调试效率更高。
广州日报·新花城记者:肖欢欢通讯员刘艳丽、金骏
广州日报·新花城编辑:蔡凌跃
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