微波接收機(jī)是應(yīng)用廣泛的衛(wèi)星通用產(chǎn)品，在衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)中占據(jù)舉足輕重的作用。目前中國(guó)研制的所有衛(wèi)星、飛船和探測(cè)器都要使用微波接收機(jī)。衛(wèi)星接收到的所有微波信號(hào)都要通過微波接收機(jī)進(jìn)行變頻、濾波、轉(zhuǎn)發(fā)、放大，最終通過衛(wèi)星天線進(jìn)行信號(hào)傳輸。

　　2013年5月4日，“實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)、青春勇?lián)��?dāng)”全國(guó)“五四”主題團(tuán)日活動(dòng)在五院舉行，空間技術(shù)成就展同步展出。西安分院研制的小型化ku頻段微波接收機(jī)在其中展出，是五院技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力和國(guó)產(chǎn)化能力的一個(gè)典型代表。

　　2023年，經(jīng)過十年的技術(shù)發(fā)展，小型化微波接收機(jī)發(fā)展得怎么樣？在技術(shù)性能上有哪些新的提升？應(yīng)用情況怎樣？帶著這些疑問，我們走進(jìn)了小型化微波接收機(jī)的“娘家”——中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院微波所。

　　小型化微波接收機(jī)的國(guó)產(chǎn)化之路

　　“小型化Ku頻段微波接收機(jī)是西安分院研制的第三代微波接收機(jī)產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品性能指標(biāo)處在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，與國(guó)外同類產(chǎn)品仍存在差距。”作為第三代小型化微波接收機(jī)研制負(fù)責(zé)人，西安分院微波所副所長(zhǎng)張波如此回憶道。

　　經(jīng)過第一代、第二代微波接收機(jī)的開發(fā)迭代，西安分院航天人開展了推動(dòng)第三代小型化微波接收機(jī)在軌應(yīng)用的艱難探索。研制團(tuán)隊(duì)一方面苦苦鉆研小型化微波接收機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成行業(yè)規(guī)范，同時(shí)落實(shí)集團(tuán)公司和五院相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范產(chǎn)品的研制。另一方面，開展包括加速壽命、輻照、極限壽命等在內(nèi)的小型化微波接收機(jī)的地面應(yīng)用驗(yàn)證，通過一整套的方法來提升小型化微波接收機(jī)研制的可靠性。

　　隨著產(chǎn)品可靠性的提升，小型化微波接收機(jī)開始陸續(xù)在中國(guó)研制的玻利維亞衛(wèi)星、阿爾及利亞衛(wèi)星以及中星20號(hào)衛(wèi)星后續(xù)星上使用。從備份使用到主份使用，小型化微波接收機(jī)結(jié)束了需要引進(jìn)的歷史，迎來了國(guó)產(chǎn)化、規(guī)�；瘧�(yīng)用的春天。

　　小型化微波接收機(jī)的技術(shù)升級(jí)之路

　　如果說第三代小型化微波接收機(jī)實(shí)現(xiàn)了從無到有的突破，那么從第三代微波接收機(jī)到第四代微波接收機(jī)的升級(jí)則是涅槃重生、自我蛻變的過程，自主創(chuàng)新之路充滿了荊棘與光榮。

　　“當(dāng)時(shí)是在嫦娥五號(hào)探測(cè)器的研制過程中，由于探測(cè)器本身對(duì)于重量、體積和功耗的嚴(yán)苛要求，我們轉(zhuǎn)變思路，研制符合探測(cè)器應(yīng)用需求的小型化微波接收機(jī)�！碧崞鸬谒拇�微波接收機(jī)的研制過程，西安分院微波所有源部件事業(yè)部主任徐輝記憶猶新。當(dāng)時(shí)在五院引智項(xiàng)目的支持下，西安分院以任務(wù)目標(biāo)為牽引，在對(duì)重量有極致要求的情況下，開發(fā)了小型化通道和頻率源等核心功能模塊。最終，在產(chǎn)品構(gòu)成、技術(shù)先進(jìn)性、體積、重量、功耗等指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升。第三代微波接收機(jī)在五院展出的五年后，2018年，第四代微波接收機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，全新一代的小型化微波接收機(jī)實(shí)現(xiàn)了脫胎換骨式的跨越。

　　第四代微波接收機(jī)無論是從產(chǎn)品的規(guī)格、核心技術(shù)指標(biāo)還是研制流程上都有了跨越式的提升。從產(chǎn)品重量和體積等上來看，第三代微波接收機(jī)的重量在1千克左右，而第四代微波接收機(jī)的重量只有0.3千克左右，減重約三分之二，體積也縮小了五分之二。從技術(shù)指標(biāo)上看，第四代小型化微波接收機(jī)實(shí)現(xiàn)了飛速提升，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。

　　“第四代微波接收機(jī)研制采用了一體化設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)了架構(gòu)化、芯片化、智造化。”徐輝介紹說。第四代微波接收機(jī)由射頻鏈路、頻率源、晶振、電源四個(gè)芯片化模塊組成。瞄準(zhǔn)“一次設(shè)計(jì)，多次復(fù)用”的原則，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上構(gòu)建了“基板+金屬殼+器件”的一體化成形思路。對(duì)于滿足不同衛(wèi)星應(yīng)用的小型化微波接收機(jī)，他們的研制模式是統(tǒng)一的，甚至是整機(jī)外殼都是一樣的，不同的是內(nèi)部使用的芯片化模塊，根據(jù)不同衛(wèi)星的需求更換元器件及芯片化模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的功能。

　　面向智能化和批量化研制的需要，西安分院建立了低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)生產(chǎn)線，引入了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的智能化制造模式，在多芯片模塊(MCM)的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了智能化批量化的研制，產(chǎn)能也實(shí)現(xiàn)了大幅提升。2013年，西安分院年產(chǎn)小型化微波接收機(jī)數(shù)量30臺(tái)左右，到2023年初，西安分院小型化微波接收機(jī)產(chǎn)品的年產(chǎn)能達(dá)到1500臺(tái)左右。十年間，西安分院小型化微波接收機(jī)的產(chǎn)量提升了近50倍，并且經(jīng)過努力這一產(chǎn)量在2023年底將再次翻倍增長(zhǎng)。

　　在智能化制造和批量化研制的背后，是西安分院小型化微波接收機(jī)研制團(tuán)隊(duì)面向“高質(zhì)量、高效率、高效益”發(fā)展的持續(xù)探索。團(tuán)隊(duì)一方面注重高技術(shù)能力的培養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證上持續(xù)發(fā)力，另一方面創(chuàng)新研制模式，大幅提高了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和研制效率。

　　“在第四代微波接收機(jī)研制過程中，我們引入了集成化的研制模式，入所2-3年的設(shè)計(jì)師就可以從事正樣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)�！毙燧x介紹說，“這樣不僅減少了研制過程對(duì)物料、人員、儀器設(shè)備的依賴度，而且提升了人均的產(chǎn)出能力，降低了研制成本�！苯y(tǒng)籌發(fā)揮人才的第一資源作用，大力提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化程度。這也是在小型化微波接收機(jī)需求量持續(xù)攀升的情況下，西安分院依然能夠勝任研制任務(wù)的重要經(jīng)驗(yàn)。

　　小型化微波接收機(jī)托舉大國(guó)重器

　　2023年2月，中國(guó)首個(gè)超100Gbps的高通量衛(wèi)星中星26號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射。在這顆衛(wèi)星上應(yīng)用了西安分院研制的70余臺(tái)小型化微波接收機(jī)。隨著衛(wèi)星應(yīng)用功能越來越強(qiáng)大，對(duì)小型化微波接收機(jī)研制提出了更高的要求，對(duì)小型化微波接收機(jī)的需求量也有了數(shù)量級(jí)的攀升。

　　無論是在高通量衛(wèi)星中實(shí)現(xiàn)大容量通信，還是在北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的規(guī)模應(yīng)用，亦或是為載人航天工程任務(wù)搭建“太空天路”，再或是為月球探測(cè)的輕盈落月和交會(huì)對(duì)接任務(wù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，小型化微波接收機(jī)在中國(guó)重大航天工程任務(wù)的實(shí)施中屢建新功。

　　以北斗三號(hào)衛(wèi)星小型化微波接收機(jī)研制為例，西安分院為23顆衛(wèi)星研制的小型化微波接收機(jī)整機(jī)產(chǎn)品元器件實(shí)現(xiàn)了100%國(guó)產(chǎn)化且滿足了批量化研制的要求。按照一顆衛(wèi)星應(yīng)用10臺(tái)微波接收機(jī)來計(jì)算，西安分院為實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)的北斗三號(hào)衛(wèi)星提供了200余臺(tái)小型化微波接收機(jī)，有力支撐了中國(guó)北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)。

　　在滿足中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展需求的同時(shí)，西安分院也積極推動(dòng)小型化微波接收機(jī)的出口。十年間，西安分院出口的小型化微波接收機(jī)近200臺(tái)。從需要引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品到遠(yuǎn)銷海外，小型化微波接收機(jī)以良好的性能和價(jià)格在國(guó)際宇航市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了一席之地，得到了國(guó)際同行的贊譽(yù)和高度認(rèn)可。

　　面對(duì)新的國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)需求，西安分院已提前開展第五代小型化微波接收機(jī)的技術(shù)攻關(guān)和工程化應(yīng)用，小型化微波接收機(jī)的應(yīng)用將更加廣泛，需求量將更加旺盛。“第五代微波接收機(jī)研制要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，就是將目前的整機(jī)產(chǎn)品集成到一個(gè)多芯片模塊上，通過一個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)原有四個(gè)芯片的功能�！睆埐ń榻B說。

　　在托舉一顆顆璀璨明星進(jìn)入太空的同時(shí)，西安分院也涌現(xiàn)出了一大批從事小型化微波接收機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的青年技術(shù)骨干，培養(yǎng)和鍛造了一支優(yōu)秀的工程化研制隊(duì)伍。當(dāng)前，西安分院小型化微波接收機(jī)研制團(tuán)隊(duì)仍然以35歲以下的年輕人為主力，青年科技人才成為推動(dòng)小型化微波接收機(jī)技術(shù)再上臺(tái)階且滿足工程化需求的生力軍。

　　西安分院小型化微波接收機(jī)十年的發(fā)展歷程，是中國(guó)航天事業(yè)堅(jiān)持高水平科技自立自強(qiáng)的縮影和典范。十年間，西安分院小型化微波接收機(jī)研制團(tuán)隊(duì)既有“板凳要坐十年冷”的無私奉獻(xiàn)，也有“百戰(zhàn)歸來再讀書”的謙虛謹(jǐn)慎，更彰顯了“一張藍(lán)圖繪到底”的接續(xù)奮斗。(中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院)

責(zé)任編輯：楊英琦