風(fēng)云三號G星攻克遙感儀器電磁兼容難題

風(fēng)云三號G星是我國首顆、國際上第3顆主動(dòng)降水測量衛(wèi)星，在國際上首次采用雙頻降水雷達(dá)與被動(dòng)微波、光學(xué)遙感相結(jié)合的探測技術(shù)，在軌可填補(bǔ)我國中低緯度降水三維立體層析探測數(shù)據(jù)空白，效能發(fā)揮潛力巨大。

主動(dòng)微波載荷配置了降水測量雷達(dá)，將在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)降水三維結(jié)構(gòu)精確測量，最小可檢測降水強(qiáng)度等指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。被動(dòng)微波載荷配置了降水探測型微波成像儀，將在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)9頻點(diǎn)26通道一體化集成，增強(qiáng)了弱降水探測能力，可實(shí)現(xiàn)不同等級、不同形態(tài)降水的高精度觀測。

先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)往往意味著需要攻克更多的技術(shù)難題，風(fēng)云三號G星研制之初遇到的“攔路虎”便是主被動(dòng)微波載荷同平臺的電磁兼容問題。

主、被動(dòng)載荷共平臺一發(fā)一收難兼容

風(fēng)云三號G星對在軌的定量化探測要求較高，主、被動(dòng)微波儀器在軌聯(lián)合探測，電磁環(huán)境復(fù)雜，這就給衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)出了一個(gè)大難題。

兩臺主載荷的發(fā)射與接收頻段十分接近，降水測量雷達(dá)發(fā)射功率高達(dá)1000W、微波成像儀接收靈敏度又優(yōu)于-130dBm。一個(gè)像拿著高音喇叭對外廣播，一個(gè)像拿著聽診器細(xì)辨微弱的聲響，這兩個(gè)“冤家”風(fēng)云際會(huì)，一發(fā)一收、水火不容，大功率發(fā)射和高靈敏接收矛盾十分突出，特別是Ku、Ka頻段保護(hù)帶寬較小，工作頻段距離較近，電磁兼容設(shè)計(jì)與處理難度大，一旦處理不好，輕則探測數(shù)據(jù)無效，重則導(dǎo)致儀器損壞。

扼住電磁干擾源頭精細(xì)管控研制過程

為此，中國航天科技集團(tuán)有限公司八院五〇九所研制團(tuán)隊(duì)在衛(wèi)星設(shè)計(jì)之初便直面該問題，堅(jiān)定“控源頭、斷傳導(dǎo)、阻輻射、嚴(yán)濾波”的指導(dǎo)思想。

01扼住電磁干擾的“萬惡之源”

從源頭精細(xì)頻譜分配，重拳出擊，扼住問題關(guān)鍵。在任務(wù)書下發(fā)前，總體設(shè)計(jì)師便提前開展技術(shù)調(diào)研，做了大量仿真分析工作，之后便和載荷研制單位展開思想碰撞和拉鋸，最終在系統(tǒng)工程的思想下，頂層約定7個(gè)發(fā)射波段和20個(gè)接收波段的收、發(fā)保護(hù)帶寬，并在不影響整體性能的基礎(chǔ)上，對帶外抑制提高了指標(biāo)要求。研制過程精細(xì)管控，關(guān)鍵指標(biāo)嚴(yán)格驗(yàn)收，電磁兼容試驗(yàn)全面摸底，從源頭遏制問題的產(chǎn)生。

02切斷電磁干擾的“傳播之惡”

在所有產(chǎn)品裝星之后，團(tuán)隊(duì)又從整星系統(tǒng)工程的角度，阻斷電磁干擾的傳導(dǎo)和輻射傳播的路徑。布局優(yōu)化、增加收阻濾波、屏蔽包覆、艙段隔離，多行并舉將措施做到極致，切斷傳播路徑。

此外，在研制過程中，團(tuán)隊(duì)還開展了多項(xiàng)電磁兼容摸底試驗(yàn)，把準(zhǔn)“干擾問題脈搏”，切準(zhǔn)“干擾問題病灶”，通過大量驗(yàn)證工作，最終解決了降水測量雷達(dá)和微波成像儀這兩個(gè)“冤家”的在軌電磁兼容問題，為實(shí)現(xiàn)在軌的降水主被動(dòng)聯(lián)合探測打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

審核編輯 ：李倩