厉害了!北方工程公司助力国际大科学工程SKA首台天线启动

中国兵器北方工程2020-06-29 10:16:12


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2018年2月6日下午,由中国主导研制的国际大科学工程SKA(平方公里阵列射电望远镜)首台天线(SKA-P)在石家庄出厂,这标志着中国在SKA核心设备研发中发挥引领和主导作用。SKA是国际天文界计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜,也是人类有史以来建造的最庞大天文设备,由全球多个国家出资建造。其中,SKA-P的座架电磁屏蔽舱由北方工程公司电磁技术研究所完成,这是公司继FAST500米口径球面射电望远镜核心部件馈源舱电磁屏蔽工程之后完成的又一重大科学项目的电磁屏蔽工程。


SKA始于上世纪九十年代初,是人类有史以来在建的最大综合孔径射电望远镜,是多国合作、共同出资的国际大科学工程。全球约20个国家上百个大学和科研机构的天文学家和工程师参与项目研发。中国是SKA项目的创始国之一,这是继中国参与热核聚变项目之后,参与的第二个最具影响力的国际大科学工程。SKA之所以命名,是因为组成阵列的射电望远镜总接收面积达一平方公里,相当于140个足球场大。它选址在澳大利亚、南非及非洲南部8个国家的无线电宁静区域,在约3000公里的广袤荒野中,将建设2500面15米口径反射面天线。



作为全国领先的电磁技术研究所,北方工程公司装备设计研究院电磁技术研究所完成了SKA-P座架电磁屏蔽舱的设计、安装、测试工作。SKA-P座架电磁屏蔽舱是一个集结构、机构、测量、控制等相关技术于一体的光机电一体化的复杂系统,其主要功能是克服风扰和系统的其他扰动,采用大范围、高精度、高采样率的测量与相应控制技术,实现馈源接收机的准确精调定位,馈源是指望远镜用来接受宇宙信号的装置系统,SKA天线座架用于安放这个系统。如果把天线的灵敏度比作“倾听的能力”,那么,高电磁屏蔽则是为这只“耳朵”倾听宇宙声音屏蔽掉电子设备辐射的电磁信号,让天线更加专注于宇宙目标。


由于单口径射电望远镜的特性导致所需要的信号接收系统灵敏度非常高,这就要求其周围的设备所产生的电磁干扰必须小于装置的馈源和接收机的接收能力。所以要进行屏蔽处理。SKA采用高电磁屏蔽天线座架设计,实现了160dB的高电磁屏蔽指标,高于我国军标GJB151A的指标。此次技术标准是继公司在FAST500米口径球面射电望远镜首创之后再次应用在国际重大科学项目中。

项目设计团队


SKA-P的启动是SKA项目具有里程碑意义的重要事件,体现了中国在天线领域的技术优势、智慧和能力。下一步, SKA工程将进入建设阶段。SKA建设包括SKA1和SKA2两个阶段,SKA1建设阶段项目总投入约6.74亿欧元,预计在三年左右建成130台天线,该阶段为试观测阶段,为SKA2大批量生产奠定工程技术和科学观测基础。SKA的建成将极大地推动我国天文、物理及信息技术等相关领域的研究水平,提高我国在国际上的影响力和地位,领跑SKA天线研制,为人类观测宇宙做出中国贡献。该项目的电磁屏蔽技的再次成功应用充分体现了北方工程在国内电磁屏蔽技术方面的领先地位及建设国家大型项目的能力,其领先的电磁屏蔽技术在军民融合领域有着较强的推广价值。


供稿/编辑:王静雅、王明星

图片:王明星