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西安分院攻克衛(wèi)星饋源陣PIM問題

時(shí)間:2016年08月11日 信息來源:中國航天報(bào) 點(diǎn)擊:2247 字體:

“PIM問題攻關(guān)團(tuán)隊(duì)夜以繼日進(jìn)行改進(jìn)仿真、試驗(yàn)驗(yàn)證工作,將饋源陣對整星主線進(jìn)度的影響控制在最低范圍?!边@是去年11月發(fā)布在西安分院內(nèi)網(wǎng)上的一張“點(diǎn)贊卡”。


饋源陣設(shè)計(jì)師呂慶立介紹,PIM是無源互調(diào)的英文縮寫,是發(fā)生在大功率微波無源產(chǎn)品在收發(fā)共用通道中存在的共性問題,被稱為國際性難題,在文獻(xiàn)中幾乎很難找到解決辦法。西安分院首次與PIM問題的正面“交鋒”,是在處理其他型號問題的過程中,并對PIM問題有了初步淺顯的認(rèn)識。


層層迷霧后的抽絲剝繭


幾年前,西安分院完成了某衛(wèi)星天線饋源陣的初樣研制任務(wù),呂慶立基于當(dāng)時(shí)的認(rèn)識對于饋源陣的設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步改正,并在常溫試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),饋源陣八個(gè)單元中有兩個(gè)發(fā)生了明顯的跳變。在高低溫情況下,所有的輻射單元都出現(xiàn)了無源互調(diào)的現(xiàn)象。如果不解決這一問題,將會直接影響衛(wèi)星信號的接收,進(jìn)而影響整星發(fā)揮作用。


問題遲遲得不到解決,眼看又過了一年,衛(wèi)星總體在整星進(jìn)度的壓力下甚至準(zhǔn)備向用戶打報(bào)告降低在軌使用功率以減輕PIM的影響。為扭轉(zhuǎn)這一被動(dòng)局面,西安分院成立PIM攻關(guān)小組,準(zhǔn)備背水一戰(zhàn)。


形勢緊迫,饋源陣項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)加班加點(diǎn)成為常態(tài)。201廠房18號溫箱前和二樓中廳休息室、設(shè)計(jì)師的電腦前都成為討論問題的現(xiàn)場。然而問題依然沒有解決,大家的情緒不免有些沮喪。


“國外頂尖衛(wèi)星公司用了幾十年的時(shí)間去研究解決這項(xiàng)世界性難題,不到兩年,我們能解決嗎?”面對大家的困擾,衛(wèi)星天線項(xiàng)目負(fù)責(zé)人崔兆云鼓勵(lì)大家:“最黑暗的時(shí)刻就是離光明最近的時(shí)刻。”


結(jié)合大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù),呂慶立想到以前設(shè)計(jì)過的一種旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以加以利用。不過變換這種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可不是簡單的事。


兩周后,圖紙完成并投產(chǎn)。隨后,外協(xié)加工單位加班,只用了十天就完成了兩套試驗(yàn)件產(chǎn)品的加工。2013年11月,201廠房18號溫箱見證了令人激動(dòng)的時(shí)刻:試驗(yàn)件PIM通過溫變測試,全程PIM電平無跳動(dòng),饋源陣單元的PIM問題解決了。


然而,事情并沒有想象得那么簡單。2015年8月,由64個(gè)單元組成的饋源陣正樣產(chǎn)品即將交付,測試時(shí),有14個(gè)單元的PIM指標(biāo)超差。所有單元都是經(jīng)過低PIM篩選的,怎么會有如此嚴(yán)重的PIM問題?2015年9月,饋源陣正樣產(chǎn)品歸零通知單下達(dá)。


重量級歸零戰(zhàn)難關(guān)


問題發(fā)生后,以崔兆云、呂慶立為首的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)首先進(jìn)行了問題分析,在分院各部門及天線所的大力協(xié)調(diào)下,他們采用了板面抑制無源互調(diào)綜合治理方法,使饋源陣的PIM問題最終被攻破,并趕在整星力學(xué)振動(dòng)試驗(yàn)前交付了產(chǎn)品參加試驗(yàn),保住了整星的大節(jié)點(diǎn)。


饋源陣返回分院后,又做了四次全陣PIM測試以及多個(gè)可靠性驗(yàn)證,最終以高質(zhì)量完成了歸零。在該衛(wèi)星PIM專項(xiàng)復(fù)查會上,五院質(zhì)量部副部長范燕平感嘆地說:“我原以為你們掉進(jìn)PIM問題的坑里出不來了,沒想到你們竟然爬出來了?!?/p>


從2015年9月到2016年3月底,參與任務(wù)的設(shè)計(jì)人員幾乎沒有喘息的機(jī)會。在此期間,南附樓的測試試驗(yàn)幾乎24小時(shí)不停歇。回憶起整個(gè)研制過程,除了自身承受的壓力,呂慶立覺得最困難的時(shí)候,還是在現(xiàn)場操作的過程中給饋源陣包熱控工藝膜的過程。在狹窄的透波溫箱里,設(shè)計(jì)師和AIT操作人員要在里面待1~2個(gè)小時(shí)。由于空間狹窄,大家只能蹲著操作,包裹完,每個(gè)人都腰酸背疼腿發(fā)麻。


在整個(gè)歸零過程中,從中國工程院院士范本堯到項(xiàng)目總師李祖洪,再到分院各級給予任務(wù)的支持,在型號任務(wù)歸零過程中享有了各項(xiàng)“優(yōu)先權(quán)”,使歸零工作能夠在最短的時(shí)間內(nèi)完成。通過26項(xiàng)測試試驗(yàn)獲取近400組數(shù)據(jù)。


充分測試饋源陣PIM問題的同時(shí),在總體的協(xié)調(diào)下,技術(shù)人員對饋源陣周圍的發(fā)動(dòng)機(jī)、擴(kuò)熱板以及相關(guān)的產(chǎn)品都進(jìn)行了PIM測試,排除了所有可能產(chǎn)生PIM問題的因素。


問題發(fā)生后,從型號總體到分院各級人員都沒退卻。在這樣的國際性難題面前,不拋棄、不放棄、一起克難關(guān)便是大家的制勝法寶。(張學(xué)良)




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