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航天科技五院西安分院攻克卫星馈源阵PIM问题

时间:2016-08-13 09:38 来源:中国航天报 作者: 点击:次

  “PIM问题攻关团队夜以继日进行改进仿真、试验验证工作,将馈源阵对整星主线进度的影响控制在最低范围。”这是去年11月发布在沙巴体育下载五院西安分院内网上的一张“点赞卡”。

  馈源阵设计师吕庆立介绍,PIM是无源互调的英文缩写,是发生在大功率微波无源产品在收发共用通道中存在的共性问题,被称为国际性难题,在文献中几乎很难找到解决办法。西安分院首次与PIM问题的正面“交锋”,是在处理其他型号问题的过程中,并对PIM问题有了初步浅显的认识。

  层层迷雾后的抽丝剥茧

  几年前,西安分院完成了卫星天线馈源阵的初样研制任务,吕庆立基于当时的认识对于馈源阵的设计进行了初步改正,并在常温试验中发现,馈源阵八个单元中有两个发生了明显的跳变。在高低温情况下,所有的辐射单元都出现了无源互调的现象。如果不解决这一问题,将会直接影响卫星信号的接收,进而影响整星发挥作用。

  问题迟迟得不到解决,眼看又过了一年,卫星总体在整星进度的压力下甚至准备向用户打报告降低在轨使用功率以减轻PIM的影响。为扭转这一被动局面,西安分院成立PIM攻关小组,准备背水一战。

  “国外顶尖卫星公司用了几十年的时间去研究解决这项世界性难题,不到两年,我们能解决吗?”面对大家的困扰,卫星天线项目负责人崔兆云鼓励大家:“最黑暗的时刻就是离光明最近的时刻。”

  结合大量的试验数据,吕庆立想到以前设计过的一种旋转关节模式转换结构可以加以利用。不过变换这种转换结构可不是简单的事。

  两周后,图纸完成并投产。随后,外协加工单位加班,只用了十天就完成了两套试验件产品的加工。2013年11月,201厂房18号温箱见证了令人激动的时刻:试验件PIM通过温变测试,全程PIM电平无跳动,馈源阵单元的PIM问题解决了。

  然而,事情并没有想象得那么简单。2015年8月,由64个单元组成的馈源阵正样产品即将交付,测试时,有14个单元的PIM指标超差。所有单元都是经过低PIM筛选的,怎么会有如此严重的PIM问题?2015年9月,馈源阵正样产品归零通知单下达。

  重量级归零战难关

  问题发生后,以崔兆云、吕庆立为首的设计师团队首先进行了问题分析,在分院各部门及天线所的大力协调下,他们采用了板面抑制无源互调综合治理方法,使馈源阵的PIM问题最终被攻破,并赶在整星力学振动试验前交付了产品参加试验,保住了整星的大节点。

  馈源阵返回分院后,又做了四次全阵PIM测试以及多个可靠性验证,最终以高质量完成了归零。在该卫星PIM专项复查会上,五院质量部副部长范燕平感叹地说:“我原以为你们掉进PIM问题的坑里出不来了,没想到你们竟然爬出来了。”

  从2015年9月到2016年3月底,参与任务的设计人员几乎没有喘息的机会。在此期间,南附楼的测试试验几乎24小时不停歇。回忆起整个研制过程,除了自身承受的压力,吕庆立觉得最困难的时候,还是在现场操作的过程中给馈源阵包热控工艺膜的过程。在狭窄的透波温箱里,设计师和AIT操作人员要在里面待1至2个小时。由于空间狭窄,大家只能蹲着操作,包裹完,每个人都腰酸背疼腿发麻。

  在整个归零过程中,从中国工程院院士范本尧到项目总师李祖洪,再到分院各级给予任务的支持,在型号任务归零过程中享有了各项“优先权”,使归零工作能够在最短的时间内完成。通过26项测试试验获取近400组数据。

  充分测试馈源阵PIM问题的同时,在总体的协调下,技术人员对馈源阵周围的发动机、扩热板以及相关的产品都进行了PIM测试,排除了所有可能产生PIM问题的因素。

  问题发生后,从型号总体到分院各级人员都没退却。在这样的国际性难题面前,不抛弃、不放弃、一起克难关便是大家的制胜法宝。

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