“相比国内外已有的着陆测量雷达,相控阵体制的雷达天线由多个辐射单元组成,就像生物学中蜻蜓的复眼,具有波束扫描快、指向灵活、目标容量大、抗干扰能力强等特点。”孙武说。 25所研制的相控阵敏感器能在预设的9个方向上任意快速切换,通过软件定义,在每个测量周期实时选取4个最优方向,测量距离速度信息,从而快速修正航天器的姿态测量误差,准确地找到火星的水平面,确保着陆器的方向控制准确无误。 25所相控阵敏感器主任设计师刘佳透露,火星着陆巡视器在下降过程中,会经历多种工作环境。与之前落月任务相比,由于火星重力比月球大,着陆下降加速度会更快,需要利用火星大气进行降落伞减速。在高速下落过程中打开降落伞,航天器会因减速冲击发生剧烈摆动,是影响着陆成败的关键时刻。 “这一瞬间,在相控阵敏感器的测量方向上,距离会有很大的变化,同时部分测量信号会打到地平线以上,出现检测不到目标的情况。”刘佳说:“对相控阵敏感器来说,就像在快速荡秋千,眼睛要看清地面一页纸上写的字。 此外,火星上时常会发生剧烈的尘暴天气,在巡视着陆器靠近火星表面时,航天器发动机喷射也会激起地面的粉尘和沙砾,对探测传感器造成影响。 “微波信号体制应对这种环境具有相对优势。”孙武说:“在这个前提下,产品在信号频段选择上做了充分的对比和论证,采用多种算法进行了综合优化,并在沙漠戈壁通过直升机气流模拟试验了在沙尘暴天气中的工作状态,确保测量的可靠性。” 同时,相控阵敏感器采用了瓦片式收发模块高密度集成,大幅提高了小型化、轻量化水平。“相当于用1套设备完成9套传统设备的功能。”25所设计师贾学振介绍:“这意味着航天器可以携带更多科学载荷和燃料,完成更多的探测任务。”
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