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石豪:鹊桥正当空——中国小卫星有大发展
关键字: 嫦娥鹊桥小卫星中国小卫星大材“小”用
相信鹊桥号卫星给读者朋友留下最深刻的印象,莫过于那巨大的可展开天线:
收拢状态的伞状天线 | 图片来源 @中国空间技术研究院
这个展开后口径达4.2米的高增益伞状抛物面天线,是人类深空探测历史中口径最大的通信天线。让鹊桥号这样一颗小卫星用上如此庞大的天线,却是有必然性的。
在嫦娥四号的任务设计中,鹊桥号中继星要在X波段与着陆器和巡视器分别建立通信链路:
嫦娥四号任务通信链路 | 图片来源 吴伟仁、王琼等 @探月与航天工程中心
评价通信链路性能的最基本参数之一,是链路中的载波功率与噪声功率之比,简称载噪比,这个值越大,链路性能越好。
接收机输入端的载噪比C/N可以简单地用下面的公式给出:
在其他条件不变的情况下,载噪比的大小与发射天线的增益G_T,接收天线的增益G_R成正比。
由于嫦娥四号着陆器与巡视器无法携带更大的天线,增益上不去,因此只能尽量提高中继星的抛物面天线增益,才能保证系统通信链路的畅通。
嫦娥四号着陆器巡视器与鹊桥号中继星通信 | 图片来源 @中国空间技术研究院
而抛物面天线的增益,与其口径的平方成正比。
所以,鹊桥,尽情绽放吧。
绽放 | 图片来源 @中国航天科技集团
通过4.2米口径天线,鹊桥号卫星的增益达到了45dB,可实现对着陆器最高560kbps、对巡视器最高280kbps的接收码速率。鹊桥号中继星的对地传输采用S波段,中增益螺旋天线,最高码速率超过2Mbps,如果有需要,鹊桥号还可以调转方向,用伞状天线直接实现10Mbps的X波段对地数据传输。
除此以外,鹊桥号卫星还搭载了荷兰研制的低频射电天线等科学载荷,可在轨展开科学探测和技术验证试验,真正做到“革命生产两不误”。
鹊桥号卫星的部分有效载荷
“小”有成就
说完鹊桥,笔者想再聊一聊中国卫星的水平。
经常有读者和航天爱好者同笔者谈起中国卫星的发展状况,其中也不乏负面观点。前年在和一位航天爱好者聊天的时候,对方觉得中国卫星的水平低,寿命短,上天就翻车。
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- 责任编辑:陈轩甫
- 最后更新: 2019-01-02 09:21:01
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