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航天科技集團五院自主研發兩款國際領先水準的探測器

文章來源:中國航天科技集團有限公司  發布時間:2019-11-18

近日,在湖南省舉辦的第三屆航天航空航海產業發展論壇上,航天科技集團五院508所展出了兩款自主研發的新型探測器,標志著我國航天遙感領域可見光探測器邁入了新階段。

據悉,該所研發的這兩款探測器不僅是世界上線陣長度最長的探測器,而且探測器電路的體積、重量和功耗均大幅降低,性能指標達世界領先水準,打破了我國一直以來在高性能圖像探測器研發能力上的落后局面,實現了高端圖像探測器的完全自主可控。

在地球之外的浩瀚宇宙,遙感衛星發揮著“站得高,看得遠”的“天眼”作用,為農業估產、海洋監測、環境監測、氣象觀測、防災減災和國防建設等恪盡職守。

而探測器相當于“天眼”的“視網膜”,是遙感衛星的核心器件,遙感相機的光、機、電等其他部件都要與探測器配套設計。

遙感衛星在距離地面幾百公里高的近地軌道上,為了保證不“掉”下來,需要保持大約每秒鐘7公里的飛行速度。這種情況下,衛星相機接收到的光信號會比較微弱,需要采用時間延遲積分技術對同一個景物多次曝光成像。

目前,遙感相機采用的主流探測器是具有TDI功能的電荷耦合器件TDI-CCD。隨著半導體芯片技術的發展以及CMOS工藝探測器性能的提高,在商業和民用領域,CMOS探測器已經全面替代CCD。

作為我國空間光學遙感領域的主力軍單位,508所近年來將探測器技術作為該所的核心技術之一,在先進探測器技術的研發上投入了大量資源。

經過3年多的自主研發,該所終于研制出具有世界領先水平的新一代TDI-CMOS探測器。

據了解,TDI-CMOS探測器具有高度的集成性,可大幅度減小遙感相機的體積、重量和功耗,具有大動態范圍、高響應度、高信噪比、背景噪聲低、光響應一致性好等優勢。

同時,隨著自主可控的呼聲越來越高,508所把探測器技術提升到關系生存發展的高度,采取了“先規劃再研發”的思路,目前已經初步形成了型譜化的產品系列。

后續應用中,TDI-CMOS探測器將在高分辨率對地觀測、深空探測和天文觀測等航天遙感領域發揮重大作用。

“使用傳統的探測器,一個探測器需要單獨配備供電電路板、信號驅動板、信號處理板等多塊電路板。”508探測器技術實驗室負責人陳瑞明說,“如果衛星裝上我們研制的這款新型探測器,那么一塊電路板就能替代之前所有的電路板,多塊電路板上實現的功能被集成到新型探測器中,同時,也可以免去電路板之間的傳輸電纜。”如此一來,該探測器不僅符合載荷輕量化趨勢,節約了整星成本,而且提高了系統的整體可靠性,使成像效果更加理想。

目前,508所研制的這兩款探測器已具備較高的技術成熟度,并通過了包括抗輻照在內的各項模擬太空環境的可靠性試驗,滿足宇航產品的高可靠、長壽命需求。

據悉,該新型探測器已實現量產并應用于遙感衛星型號的飛行產品研制中。

【責任編輯:王莉 趙藝涵】

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