星载大功率固放组件中常用基板材料的 出气及其微波特性研究

随着星载大功率固放组件复杂度和输出功率的不断提高，因其内部材料出气而导致产品性能异常的情况时有发生。以大功率固放组件常用介质基板材料出气产生的水汽、氢气和氧气作为研究对象，研究了高功率微波信号作用下基板材料出气气体对大功率固放组件微波特性的影响；对出气的气体成分进行了定量测试试验验证，随后通过真空烘烤对基板进行除气处理；首次结合产品应用和环境试验进行了补充试验，通过增加长期和高温储存试验来模拟实际工况；试验结果表明除气措施可有效降低基板材料出气气体的含量，降幅超过79.1%；最后选取一组试验后的测试试验数据对基板除气的有效性进行了仿真验证，为星载大功率固放组件的进一步优化奠定了基础。     

提升微波固放电路电流承载力的复合膜层结构

随着卫星应用水平的不断提高，星载微波固态功率放大器（固放）的应用功率不断增大，对于固放电路的电流承载力提出了更加严苛的要求。基于对星载微波固放电路电流承载力需求的分析，文章提出一种提升陶瓷基微波固放电路电流承载能力的新型复合膜层结构，并对基于该膜层结构制作的薄膜电路进行了线宽精度、表面电阻、膜层附着力等工艺指标和电流承载力的详细测试，相比传统膜层结构，此复合膜层结构可显著增强电路线条的导热能力，提升固放电路的电流承载力和应用可靠性。测试结果表明，使用NiCr-Au-Cu-Ni-Au复合膜层结构，高纯氧化铝基板上电路可在9A电流下稳定工作（表面膜层完整和表面存在明显划伤结果相同），高介电常数基板上0.4mm线条可耐受5A电流，膜厚控制范围10μm~13μm,100μm线宽精度15μm,膜层附着力大于2kg/mm2，Φ25μm金丝的破坏性键合拉力值>3.5g，250μm金带的破坏性键合拉力值>100g，满足了宇航工程的高可靠应用要求。     

航天用射频电缆组件质量控制方法研究

射频电缆组件是航天产品的重要组成部分,针对目前射频电缆组件研制周期长、产品鉴定覆盖性不足的问题,对比分析了射频连接器和射频电缆组件的设计流程和鉴定项目,总结了装联工艺对射频电缆组件可靠性的重要影响,阐明了射频电缆组件的质量控制关键点在其装联工艺。通过对不同类型射频电缆组件工艺流程和工艺方法的相似性分析,提出了以工艺鉴定方式推进射频电缆组件产品化以改进其质量控制方法的具体思路,并给出了相关实践。该种方式可以更好地为顾客提供解决方案、提升产品成熟度和实施产品质量改进。     

基于相控阵天线的大尺寸微波基板与连接器一体化精密装焊技术研究

相控阵天线集成化、小型化的发展趋势要求其收发组件具备更高系统的集成度、更小的成本及体积.收发组件中功率分配与合成网络的小型化需要微波基板电路与机壳大面积接地互联,并使用规格更小的SMP连接器,实现电气连接和信号传输.针对某型号相控阵天线收发组件,使用的尺寸为145 mm×160 mm的RO4350B微波基板和39个SMP连接器焊接至铝镀银机壳上工艺进行研究.通过分析工艺指标难点,对基板焊接、SMP连接器焊接以及组合后一体化焊接中的各难点研究并给出相应措施,解决了焊接工艺中存在的空洞率、装焊精度、温度传输等问题,成功将基板与连接器进行一体化精密焊接,使基板与SMP连接器焊接指标均满足要求,有效焊接面积均可达85％,SMP连接器孔缝表面均填满95％以上,同轴度偏差<0.05 mm,且平面度落差<0.05 mm,装配精度和质量满足型号需求.     

异形构件化学气相沉积SiC涂层的数值模拟

根据化学气相沉积(CVD)工艺制备SiC陶瓷涂层的工艺特点和典型异形构件的结构特点,建立了异形构件表面化学气相沉积SiC涂层的数学模型。利用该模型,对CVD法在典型异形表面制备SiC涂层进行了数值计算和分析。计算结果显示,带有斜面的构件对CVD SiC沉积过程有显著影响,在反应器大小允许的情况下,构件放置时,斜面与水平面的夹角越小越好,并尽可能将构件长的一面与水平面平行,这样有利于沉积的涂层均匀。此外,对于带有台阶的构件来说,正放的构件表面浓度大于倒放的构件,而浓度梯度则小于倒放的构件。因此,在实际应用中,应尽量使台阶部分放在气流的下游。上述研究结果对CVD工艺制备SiC涂层的优化具有一定的指导意义。     

天宫二号空间实验室半刚性太阳电池翼延寿技术研究

因半刚性太阳电池翼地面贮存设计寿命为3~5年,针对天宫二号空间实验室推迟发射后面临的半刚性太阳电池翼延寿问题,对其延寿技术进行了研究。分析了太阳电池翼地面贮存中环境、电池电路、基板结构、碳纤维材料、玻璃纤维浸渍有机硅树脂材料,以及胶粘剂与其它材料等主要因素的影响。采取了太阳翼在高纯度氮气包装箱中贮存、包装箱置于温湿度控制的环境中、缩短太阳翼在包装箱外装配与测试时间,以及对电池模块进行100%裂片检查等措施。策划了组件级和整机级的延寿可靠性增长试验项目,并进行了可靠性增长试验验证。分析结果表明:在经历了6年多的地面存储后,太阳电池翼各项检查和测试结果均合格,可满足发射任务的要求,措施有效。研究为后续其它航天器半刚性太阳翼产品经历长期贮存的延寿提供了技术支撑。     

装配孔装配工艺

装配孔装配工艺日趋成熟且广为应用。着重论述了装配孔装配工艺的应用与发展，从最初在零、组件上的应用到近几年应用在整体部段的装配。综合横向构件、纵向构件的特点，对装配孔的选取及与模线样板的内在关系进行了初步探讨。装配孔适用于尺寸大小、刚性大小不同的零件，装配孔的数量观零件外形大小而定，装配孔位置选取有其自身要求。     

基于多层PCB的基板射频信号传输性能研究

随着射频产品的小型化,特别是射频SIP（systems in package）产品的逐渐应用,基于多层PCB的基板射频组件等射频集成产品的应用越来越多,基板内射频信号传输性能的研究也越来越重要。通过对基于多层PCB的基板射频传输性能进行仿真测试,验证了DC-40GHz范围内射频基板传输性能,针对射频传输中极为关注的传输损耗问题,通过改进介质厚度或者铜箔材料实现基板射频传输损耗的优化,单位长度传输线射频传输损耗减小20%以上。同时针对星载等应用环境,通过深层充放电、总剂量试验,表明多层PCB的基板满足星载等航天应用。     

百万像素中波红外焦平面组件研制

中波红外焦平面组件是"高分四号"卫星凝视相机红外成像通道的核心器件。为满足航天型号应用要求,华北光电技术研究所项目团队立足国内技术基础,采用主流的红外焦平面组件技术路线,突破了高均匀性中波红外材料制备、百万像素中波探测器芯片加工、超大规模读出电路设计、高密度铟柱阵列倒装互连、大冷头尺寸微型杜瓦封装等关键技术,研制了像元数为1 024×1 024的百万像素大面阵中波红外焦平面组件,对大面阵中波红外焦平面组件的像元响应一致性、航天环境适应性、可靠性等进行了优化设计,并进行了地面测试和试验验证。中波红外焦平面组件的噪声等效温差达到21.4m K、有效像元率优于99%,经过高温70℃条件下1 500h长期存储和12 000次开关机温度冲击等试验后性能稳定。测试和试验结果表明:像元数为1 024×1 024中波红外焦平面组件产品的性能、环境适应性和可靠性满足技术要求。     

一种开放式模块化星载综合电子系统的设计与实现

为了提升卫星综合电子系统的标准化、通用化设计能力以及智能化、网络化应用水平，本文提出并设计了一种开放式模块化星载综合电子系统，通过了工程型号的实际应用验证。该综合电子系统以层次化的总线体系结构以及通用化的硬件模块、软件构件为基础构建形成一套标准服务功能包，能够根据不同的任务场景按需选装所需的功能单元，显著提升综合电子系统的货架式集成组装研制能力，同时借助统一的信息通信服务网络和软硬件基础组件，为综合电子系统的模块化升级扩展、设备级的功能重构与重组、系统级的故障容忍和恢复能力奠定了坚实的基础，为实现航天器整体的高质量、高效率、效益研制与运行提供了有力的技术支撑。     

A composite focal plane assembly for the GERB instrument

In this paper, we present the design and construction of a composite focal plane assembly (FPA) for the Geostationary Earth Radiation Budget (GERB) Earth observing, visible–infrared imaging radiometer. The FPA is a complex structure that incorporates a number of features aimed at reducing mass, power and volume. These include the use of silicon and ceramic substrates for high density tracking and temperature stabilisation, removable test structures for component verification prior to final assembly and high levels of integration.     

空间电子产品电绝缘试验技术研究

空间电子产品的电绝缘性能构成了航天器电信号传输和作用的边界,需要在航天器的研制流程中进行试验验证。文章针对部件级以上电绝缘试验选择和设计实施过程中需要解决的关键性问题,从环境及效应分析入手,介绍了电绝缘试验项目的选择原则、试验参数的裁剪方法,分类给出了不同的电绝缘试验系统,并就放电测试的关键性问题进行了讨论,以期为设计和工艺工程师规划和实施电绝缘试验提供参考。     

批产卫星验证技术分析

为解决批产卫星验证方法和流程的优化问题,首先通过对国外批产星座验证技术的调研分析,梳理出批产卫星验证策略的特点.其次,从验证基线、验证方法、验证装配级、验证理念等方面开展研究,总结批产卫星验证设计的技术要点.最后,从完善批产验证标准体系、制定并实践合理高效的批产验证策略、加强商用现货(COTS)技术应用可靠性保证、强化...     

航天器环境试验基线与剪裁技术:第二部分 试验基线要素

此篇为系列文章的第二篇,介绍了航天器环境试验要求标准的内容,即试验基线要素,详细论述了试验原则、试验类型、试验目的、试验装配级、试验产品/试验件/试验模型、试验项目、环境条件、试验矩阵(狭义试验基线)、替代试验、准鉴定试验/替代策略等内容。关于试验基线剪裁将在下一篇文章中讨论。     

国外微放电设计与测试标准研究进展

微放电是航天器大功率微波部件不可避免的问题,为了满足航天器有效载荷发展任务需求,近年来航天器微波部件制造工艺、技术水平都得到大幅度提升,相应的验证测试也变得更为细致严谨,美国政府及航天工业联合建立了微放电检测标准,欧洲空间标准化组织修订其微放电检测标准,我国也建立了相关微放电检测标准。文章介绍了国外微放电设计与测试标准研究进展,主要介绍了与我国检测标准不同的部分,包括美国微放电检测标准中的最低微放电准则、微波部件分类及分析方法,欧洲微放电检测标准中的微波部件分类与微放电考核方法、多载波微放电测试方法,以期为国内微放电检测研究提供参考。     

FPGA宇航应用全流程保证技术

文章分析了FPGA的结构特点,结合宇航型号研制流程和国内近年来元器件保证技术的研究和工程实践,提出了FPGA宇航应用保证流程和保证的内容,针对其中的器件测试、封装工艺鉴定、开发验证和确认、单粒子效应减缓措施等关键技术进行了深入研究。文章提出的相关技术可以作为FPGA宇航应用评价和保证的参考。     

软着陆验证试验中月面特性模拟方法

月面特性的模拟是月面软着陆验证试验的重要设计因素。文章结合探测器的设计状态和试验需求,论述了月面特性模拟的具体要求;基于月面地形统计分布规律,实现了月面原始形貌的模拟;通过高程剔除设计和模块化组合设计,实现了对多种典型月貌的快速模拟;最后通过月表反射特性的模拟,全面满足了试验要求,并取得了良好的试验效果。文中所述的模拟方法可为我国后续行星表面探测器及着陆技术的验证提供借鉴。     

光学镜头性能测试用深低温降温系统设计及验证

单镜组件是遥感器的关键部件,在深低温真空环境下对其进行面形测试和稳定性测试,是获取测试数据和验证其结构设计正确性的必要手段。文章针对某单镜组件地面验证试验需求,建立真空环境下低温镜头深低温背景,采用GM制冷机机械降温技术,对温控系统进行设计、研制以及模拟试验,实现了产品在(60±1) K、(160±1) K、(200±1) K的控温指标以及60～300 K的控温区间。该降温系统为遥感器光学镜头在深低温环境下完成面形测试和稳定性测试提供了重要保障。     

人工智能航天领域应用参考模型

针对人工智能在航天领域的发展和应用问题,梳理了人工智能涉及的技术内涵和技术范畴,分析了在航天领域应用人工智能的近期迫切需求,给出了人类自然智能功能结构,构建了"信息感知、记忆思维、学习适应、行动驱动"的人工智能模型。从基础设施、基础技术、应用技术、产品与系统等层次,给出了人工智能技术参考模型,对需要发展的核心关键技术进行了描述。该参考模型可为明确航天领域的人工智能技术发展重点、建立标准体系提供参考。     

基于NSGA-II算法的航天产品装配公差多目标优化

针对航天产品装配公差优化设计问题,提出一种引入装配成本的多目标优化方案。在考虑航天产品装配过程中成功率低、成本高问题的基础上,建立基于产品成本及质量损失的装配公差的多目标优化数学模型,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),以装配功能要求和加工能力为约束条件,对装配公差进行优化求解,得到Pareto最优解集。以某空间站某型号组件为例,验证了该优化方法的有效性。通过建立归一化权重目标函数,获得优化的各组成环装配公差,利用该公差进行组件加工装配,提高了装配成功率,降低了产品加工成本及质量损失。