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教育频道 发表于  2017-04-21 08:26:16 1251字 ( 0/17)

太空“快递小哥”如何精准“送件”?

4月20日,太空“快递小哥”天舟一号货运飞船在万众瞩目中出征执行飞行任务。
对于天舟一号来说,要顺利完成使命,就必须与地面及时建立通信,并通过地面的测控才能准确地与太空中的天宫二号空间实验室“会面”。想象一下,如果“太空快递小哥”的手机没有信号,或者不认识路,那怎么能顺利完成任务。中国航天科技集团公司五院为天舟一号研制的应答机天线网络通过提供唯一的通信与测控信号传输通道,为这位“太空快递小哥”与地面搭建联络专线,为完成任务提供了重要保障。
天舟一号进入太空之后,通过天线进行地面信号的收发,从而建立与地面系统的联系。应答机天线网络是属于测控与通信分系统中连接应答机和天线的关键产品,就好比是耳朵接收声音信息,而嘴巴将声音传递出去一样,天线网络将两者的功能结合在一起。当天舟一号接收到地面的通信和测控信号的时候,就通过该应答机天线网络传输到应答机对信号进行接收。反之,当天舟一号给地面发送相应信号的时候,也需要通过应答机天线网络来传输到天线并发送到地面。值得注意的是,在此次任务中,天舟一号将以天基测控为主实施在轨飞行控制,这对其测控能力提出了更高的要求。通过应答机天线网络,可以传输地面对飞船控制的相关指令以及飞船的飞行状态信息,确保了在轨飞行控制的有效运行。
相比天宫二号空间实验室中使用的USB天线网络,应答机天线网络重量减轻了500克,体积也相应减少。“瘦身”后的应答机天线网络,不仅身材“苗条”,且功能更为强大。
五院在应答机天线网络上使用了新研的收发双工器,通过4个通道中的8个端口,实现了通信测控信号的高效传输。由于这项独特性的设计,将应答机天线网络的射频信号传输能力提升了近1倍多,远远超出了天舟一号最初的设计指标要求。同时也因为这项独特性的设计,不仅不需要通过开关来控制信号的发射和接收,实现了信号的“常通”,而且从根本上提升了信号传输的可靠性。就好比在电梯运送人员的过程中,以前是使用直梯运输,需要通过电梯门的开关来分拨运送人员,而现在则通过滚梯运输,实现了不间断的运送。
同时,为保证天舟一号信号传输清晰,在应答机天线网络中,五院还使用了新研的介质滤波器,当信号通过的时候,可以将多余的谐杂波过滤掉,提升了信号传输的质量。就如在手机通话中,将多余的干扰声音过滤掉,并保留正式的通话声音。
五院研制的应答机天线网络在天舟一号中经历了从电性件、鉴定件、工艺试验件直到正样4个阶段产品的反复加工、调试、性能测试,先后开展了力学、热控、温度、湿度以及功率容量等多项试验验证,充分保证了在轨运行的可靠性。

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