編者按

要想在如此遙遠的距離實現(xiàn)衛(wèi)星與地面信號的接收和發(fā)送，就需要依靠西安分院為陸地探測四號01星研制的大口徑環(huán)形反射面天線。這副環(huán)形天線外形似一把巨大的“傘”，衛(wèi)星通過這把大“傘”向地面發(fā)射微波信號。為什么要將天線做大？西安分院陸地探測四號01星大天線負責人介紹：“天線的功能是要實現(xiàn)微波信號的發(fā)射和接收。而天線的口徑做得越大，接收的能量也就越多，這樣就可以通過大口徑天線實現(xiàn)極微弱信號的接收工作，達到進一步提高雷達靈敏度的目的?！?/p>

要想研制大口徑天線，并非等比例放大原有小口徑天線那么簡單。西安分院陸地探測四號01星天線分系統(tǒng)研制團隊從2013年便開始了此型大口徑天線的研制之路。研制團隊將電氣性能、展開動力學(xué)仿真、結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析等多個專業(yè)相結(jié)合進行系統(tǒng)優(yōu)化。通過技術(shù)創(chuàng)新，采用輕質(zhì)金屬網(wǎng)等新技術(shù)以及展開策略的優(yōu)化提升產(chǎn)品性能，滿足了衛(wèi)星的使用要求?；谇捌诖罅砍浞值脑O(shè)計及仿真工作，陸地探測四號01星大口徑天線作為一款首飛產(chǎn)品，用研制過程零質(zhì)量問題、在軌展開一氣呵成的優(yōu)異表現(xiàn)交上了一份滿意的答卷。

為了保障天線型面的精度要求，研制團隊用了兩年時間開展多輪設(shè)計方案的迭代，結(jié)合我國紡織工業(yè)技術(shù)的最新成果，在為天線反射器大幅減重的同時，大幅節(jié)省了原材料成本。

為提升產(chǎn)品的可靠性，研制團隊自主進行天線熱分析工作。由于環(huán)形天線的展開會受到溫度、光照等環(huán)境條件的影響，為了找準展開時機，天線熱分析師從零開始開展了大量技術(shù)參數(shù)的摸索工作。最終，天線展開過程中的各項參數(shù)與仿真分析數(shù)據(jù)幾乎完全吻合。

從2008年西安分院提出概念研究與初步方案設(shè)想，到2012年創(chuàng)新研制隊伍成立，2016年完成重要階段試驗，再到2018年國家正式立項，最終于2023年成功發(fā)射并實現(xiàn)天線在軌展開，西安分院陸地探測四號01星研制團隊在高軌微波成像領(lǐng)域一路披荊斬棘，持續(xù)奮戰(zhàn)十五載。

衛(wèi)星采用的全新的高軌成像模式，帶來了大量新設(shè)計、新技術(shù)，國內(nèi)外均沒有可供參考的先例。衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)指標在精度和量度上都有了數(shù)量級的提高，一些在低軌衛(wèi)星里可以忽略不計的誤差，在高軌合成孔徑雷達衛(wèi)星的設(shè)計中都會變成影響使用的關(guān)鍵因素。任何一項關(guān)鍵參數(shù)的影響，都需要從理論分析、仿真乃至通過大型試驗進行充分驗證。論證方案、技術(shù)、材料、工藝等等，對研制人員來說都是全新的概念，一切都得付出加倍的心血，投入更多的精力。

在先期預(yù)研攻關(guān)階段，為了驗證高軌成像的機理和工程可實現(xiàn)性，從2014年起，團隊陸續(xù)開展了大量地面試驗。

在某次成像試驗中，天氣異常寒冷，開闊的試驗場地上寒風凜冽、滴水成冰，試驗在冰天雪地的戶外從早到晚持續(xù)進行著。試驗場沒有照明設(shè)施，一片漆黑。試驗人員只能手提移動燈具，身穿厚重的羽絨服，頭戴厚帽子來抵御嚴寒。即使這樣，試驗人員的手也不一會兒就凍僵了。就這樣持續(xù)了一個多月，終于圓滿完成了試驗，獲得了系統(tǒng)設(shè)計和工程研制急需的大量試驗數(shù)據(jù)。

另外一項試驗過程也很艱辛。當時，西安分院的試驗人員在試驗基地中兩個集裝箱改造的房子里一干就是8個月。在試驗之初，試驗人員經(jīng)受了較大挫折，但他們從不沮喪，改進好了試驗狀態(tài)繼續(xù)試驗，其間還遇到了數(shù)不清的困難與問題。就這樣日復(fù)一日，失敗，改進，失敗，再改進，直至成功！終于取得了預(yù)期的試驗結(jié)果，為接下來的工程實施進一步夯實了技術(shù)基礎(chǔ)。

進入工程研制階段，由于衛(wèi)星采用了大功率容量的空間電纜、部件，以及大功率、高效率的空間固態(tài)功率放大器產(chǎn)品，由此帶來的微放電等空間環(huán)境下的大功率微波特殊效應(yīng)問題，便成為衛(wèi)星有效載荷研制過程中一道道棘手的屏障。可以說，微放電是危害衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)的“定時炸彈”。為了“拆彈”，研制團隊又開展了大功率電纜等部件的功率耐受抗微放電試驗。

在五院雄厚的技術(shù)實力支撐下，“攔路虎”擺在面前，研制團隊沒有退縮，與困難展開了一場場艱苦卓絕的戰(zhàn)斗。

研制團隊從2015年到2022年，整整8年，歷經(jīng)近百次試驗與改進。尤其是2018年正式立項到2022年近4年的時間里，研制團隊平均每半個月就要經(jīng)歷一次試驗挑戰(zhàn)。就這樣周而復(fù)始，試驗了90多次，經(jīng)歷了多次挫折和重新開始。設(shè)計師們坦言，每次挫折都是異常煎熬的。

但研制團隊卻始終相信問題一定能解決，振作精神又重新開始下一次的戰(zhàn)斗，終于在第93次試驗中解決了微放電問題，吹響了勝利的號角。西安分院資深微放電試驗專家兼該衛(wèi)星大功率測試負責人說：“從事空間產(chǎn)品大功率試驗幾十年，從來沒有遇到過在一項試驗中受挫、改進近百次的情況，可見超大功率星載產(chǎn)品的研制是多么難??！”

高水平項目的成功，離不開團隊的力量。

SAR載荷主任設(shè)計師帶領(lǐng)的雷達載荷總體設(shè)計師研制團隊，十余年如一日，在西安分院有效載荷系統(tǒng)創(chuàng)新中心和微波遙感與空間安全技術(shù)研究所的大力支持下，從理論分析、地面試驗、仿真到系統(tǒng)設(shè)計，不斷創(chuàng)新并付諸工程實踐，汗水澆灌的高軌合成孔徑雷達之花才得以燦爛開放。

數(shù)傳分系統(tǒng)研制團隊經(jīng)過不斷攻關(guān)摸索，實現(xiàn)了根據(jù)用戶需求進行自主跟蹤和程控跟蹤的使用方式，有效保證了高速傳輸鏈路的可靠性，為未來地球同步軌道高速數(shù)傳技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

抗擊微放電“攔路虎”過程中，國家級重點實驗室和空間電子產(chǎn)品制造中心的同志們開展了大量仿真以及近百次測試工作，研制團隊齊心協(xié)力解決了微放電難題，讓衛(wèi)星不帶任何隱患上天。

回顧研制歷程，西安分院陸地探測四號01星研制隊伍走過了一段常人難以想象的艱難、坎坷歷程。但也是這段艱難的歲月鑄就了一支甘于犧牲、無私奉獻、頑強拼搏、勇攀科技高峰的有效載荷研制國家隊，更成就了今日陸地探測四號01星星耀太空的光芒。