微波接收機(jī)是應(yīng)用廣泛的衛(wèi)星通用產(chǎn)品，在衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)中發(fā)揮舉足輕重的作用，目前我國研制的所有衛(wèi)星、飛船和探測器都要使用微波接收機(jī)。衛(wèi)星接收到的所有微波信號都要通過微波接收機(jī)進(jìn)行變頻、濾波、轉(zhuǎn)發(fā)、放大，最終通過衛(wèi)星天線進(jìn)行信號傳輸。

2013年5月4日，習(xí)近平總書記來到五院參加“實現(xiàn)中國夢、青春勇?lián)?dāng)”主題團(tuán)日活動，同各界優(yōu)秀青年代表座談。在參觀空間技術(shù)成就展時，他拿起五院西安分院研制的小型化微波接收機(jī)仔細(xì)觀看并了解衛(wèi)星產(chǎn)品國產(chǎn)化成就。小型化微波接收機(jī)在成就展上展出，是五院技術(shù)創(chuàng)新實力和國產(chǎn)化能力的一個典型代表。

2023年，經(jīng)過十年的技術(shù)發(fā)展，小型化微波接收機(jī)發(fā)展得怎么樣？在技術(shù)性能上有哪些新的提升？應(yīng)用情況怎樣？帶著這些疑問，我們走進(jìn)了小型化微波接收機(jī)的娘家——航天科技集團(tuán)五院西安分院微波所。

初出茅廬 占一方天地

小型化微波接收機(jī)的國產(chǎn)化之路

“當(dāng)時在成就展上展出了西安分院研制的小型化Ku頻段微波接收機(jī)和小型化Ka頻段微波接收機(jī)。習(xí)近平總書記現(xiàn)場了解的小型化Ku頻段微波接收機(jī)是西安分院研制的第三代微波接收機(jī)產(chǎn)品，當(dāng)時的產(chǎn)品性能指標(biāo)已經(jīng)與國外技術(shù)水平相當(dāng)?！弊鳛榈谌⌒突疜u頻段微波接收機(jī)研制負(fù)責(zé)人，西安分院微波所副所長張波回憶道。

經(jīng)過第一代、第二代微波接收機(jī)的開發(fā)迭代，西安分院開展了推動第三代小型化微波接收機(jī)在軌應(yīng)用的艱難探索。研制團(tuán)隊一方面苦苦鉆研小型化微波接收機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成行業(yè)規(guī)范，同時落實集團(tuán)和五院的相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范產(chǎn)品的研制。另一方面，開展包括加速壽命、輻照、極限壽命等在內(nèi)的小型化微波接收機(jī)的地面應(yīng)用驗證，通過一整套的方法來提升小型化微波接收機(jī)研制的可靠性。

隨著產(chǎn)品可靠性的提升，小型化微波接收機(jī)開始陸續(xù)在我國研制的玻利維亞衛(wèi)星、阿爾及利亞衛(wèi)星、中星20號衛(wèi)星以及后續(xù)星上使用。從備份使用到主份使用，小型化微波接收機(jī)結(jié)束了需要引進(jìn)的歷史，迎來了國產(chǎn)化規(guī)?；瘧?yīng)用的春天。

涅槃鍛造  取一渠清水

小型化微波接收機(jī)的技術(shù)升級之路

如果說第三代小型化微波接收機(jī)實現(xiàn)了從無到有的突破，那么從第三代微波接收機(jī)到第四代微波接收機(jī)的升級則是涅槃重生、自我蛻變的過程，自主創(chuàng)新之路充滿了荊棘與光榮。

“在嫦娥五號探測器的研制過程中，由于探測器本身對于重量、體積和功耗的嚴(yán)苛要求，我們轉(zhuǎn)變思路，研制符合探測器應(yīng)用需求的小型化微波接收機(jī)?！碧崞鸬谒拇⒉ń邮諜C(jī)的研制過程，西安分院微波所有源部件事業(yè)部主任徐輝記憶猶新。在五院引智項目的支持下，西安分院以任務(wù)目標(biāo)為牽引，在對重量有極致要求的情況下，開發(fā)了小型化通道和頻率源等核心功能模塊。最終，微波接收機(jī)在產(chǎn)品構(gòu)成、技術(shù)先進(jìn)性、體積、重量、功耗等指標(biāo)上實現(xiàn)了質(zhì)的提升。2018年，在總書記現(xiàn)場了解第三代微波接收機(jī)產(chǎn)品的五年后，第四代微波接收機(jī)應(yīng)運而生。

第四代微波接收機(jī)的重量只有0.3千克左右，相比第三代微波接收機(jī)，減重約三分之二，體積也縮小了五分之二。無論是從產(chǎn)品的規(guī)格、核心技術(shù)指標(biāo)還是研制流程上，第四代微波接收機(jī)都有了跨越式的提升，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。

“第四代微波接收機(jī)研制采用了一體化設(shè)計思路，實現(xiàn)了架構(gòu)化、芯片化、智造化?！毙燧x介紹說。第四代微波接收機(jī)由射頻鏈路、頻率源、晶振、電源四個芯片化模塊組成。瞄準(zhǔn)“一次設(shè)計，多次復(fù)用”的原則，在產(chǎn)品的設(shè)計上構(gòu)建了“基板+金屬殼+器件”的一體化成形思路。對于滿足不同衛(wèi)星應(yīng)用的小型化微波接收機(jī)，其研制模式統(tǒng)一，甚至整機(jī)外殼都是一樣的，不同在于內(nèi)部使用的芯片化模塊會根據(jù)不同衛(wèi)星的需求更換元器件及芯片化模塊，進(jìn)而實現(xiàn)不同的功能。

面向智能化和批量化研制的需要，西安分院建立了低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)生產(chǎn)線，引入了國內(nèi)先進(jìn)的智能化制造模式，在多芯片模塊（MCM）的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)了智能化、批量化的研制，產(chǎn)能大幅提升。2013年，西安分院年產(chǎn)小型化微波接收機(jī)數(shù)量在30臺左右；2023年初，西安分院微波接收機(jī)產(chǎn)品的年產(chǎn)能達(dá)到1500臺。十年間，西安分院小型化微波接收機(jī)的產(chǎn)量提升了近50倍。

在智能化制造和批量化研制的背后，是小型化微波接收機(jī)研制團(tuán)隊面向“高質(zhì)量、高效率、高效益”發(fā)展的持續(xù)探索。團(tuán)隊一方面注重高技術(shù)能力的培養(yǎng)和實現(xiàn)，在產(chǎn)品設(shè)計和仿真驗證上持續(xù)發(fā)力，一方面創(chuàng)新研制模式，大幅提高了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和研制效率。

“在第四代微波接收機(jī)研制過程中，我們引入了集成化的研制模式，入所2-3年的設(shè)計師就可以從事正樣產(chǎn)品的設(shè)計任務(wù)?！毙燧x介紹說，“這樣不僅減少了研制過程對物料、人員、儀器設(shè)備的依賴度，而且提升了人均的產(chǎn)出能力，降低了研制成本。”統(tǒng)籌發(fā)揮人才的第一資源作用，大力提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化程度，這也是在小型化微波接收機(jī)需求量持續(xù)攀升的情況下，西安分院依然能夠勝任研制任務(wù)的重要經(jīng)驗。

重裝登場  成一眾大業(yè)

小型化微波接收機(jī)托舉大國重器

無論是在高通量衛(wèi)星中實現(xiàn)大容量通信，還是在北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的規(guī)模應(yīng)用，亦或是為載人航天工程任務(wù)搭建“太空天路”，再或是為月球探測的輕盈落月和交會對接任務(wù)實現(xiàn)信號傳輸，小型化微波接收機(jī)在我國重大航天工程任務(wù)的實施中屢建新功。

以北斗三號衛(wèi)星小型化微波接收機(jī)研制為例，西安分院為23顆衛(wèi)星研制的小型化微波接收機(jī)整機(jī)產(chǎn)品元器件實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化，且滿足了批量化研制的要求。按照一顆衛(wèi)星應(yīng)用10臺微波接收機(jī)來計算，西安分院為實現(xiàn)全球組網(wǎng)的北斗三號衛(wèi)星提供了200余臺小型化微波接收機(jī)，有力支撐了我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)。

西安分院也積極推動小型化微波接收機(jī)的出口。十年間，西安分院出口的小型化微波接收機(jī)近200臺。從需要引進(jìn)國外產(chǎn)品到遠(yuǎn)銷境外，小型化微波接收機(jī)以良好的性能和價格在國際宇航市場的競爭中占據(jù)了一席之地，得到了國際同行的贊譽和高度認(rèn)可。

面對新的市場需求，西安分院已提前開展第五代小型化微波接收機(jī)的技術(shù)攻關(guān)和工程化應(yīng)用，小型化微波接收機(jī)的應(yīng)用將更加廣泛，需求量將更加旺盛?！暗谖宕⒉ń邮諜C(jī)研制要實現(xiàn)的目標(biāo)，就是將目前的整機(jī)產(chǎn)品集成到一個多芯片模塊上，通過一個芯片實現(xiàn)原有四個芯片的功能。”張波介紹說。

在托舉一顆顆璀璨明星進(jìn)入太空的同時，西安分院涌現(xiàn)出了一大批從事小型化微波接收機(jī)產(chǎn)品設(shè)計的青年技術(shù)骨干，培養(yǎng)和鍛造了一支優(yōu)秀的工程化研制隊伍。當(dāng)前，西安分院小型化微波接收機(jī)研制團(tuán)隊以35歲以下的年輕人為主，青年科技人才成為推動小型化微波接收機(jī)技術(shù)再上臺階且滿足工程化需求的生力軍。

西安分院小型化微波接收機(jī)十年的發(fā)展歷程，是中國航天事業(yè)堅持高水平科技自立自強(qiáng)的縮影和典范。十年間，西安分院小型化微波接收機(jī)研制團(tuán)隊既有“板凳要坐十年冷”的無私奉獻(xiàn)，也有“百戰(zhàn)歸來再讀書”的謙虛謹(jǐn)慎，更彰顯了“一張藍(lán)圖繪到底”的接續(xù)奮斗。

2013年，習(xí)近平總書記來到五院，勉勵廣大青年要堅定理想信念、練就過硬本領(lǐng)、勇于創(chuàng)新創(chuàng)造、矢志艱苦奮斗、錘煉高尚品格。

十年來，小型化微波接收機(jī)研制團(tuán)隊矢志不渝、勇毅前行，用小型化微波接收機(jī)的持續(xù)創(chuàng)新突破向總書記報告。未來，五院廣大青年科技工作者將牢記習(xí)近平總書記的囑托，篤行不怠奮進(jìn)新征程，為加快建設(shè)航天強(qiáng)國貢獻(xiàn)青春力量。