文章來(lai)源(yuan)：中(zhong)國航天科(ke)技集團有(you)限公司 發布時間：2020-11-18
近日，在湖南省舉辦(ban)的第三屆(jie)航(hang)(hang)天(tian)航(hang)(hang)空航(hang)(hang)海產業發展(zhan)論(lun)壇上，航(hang)(hang)天(tian)科技集(ji)團(tuan)五院508所展(zhan)出了(le)兩款自主研(yan)發的新型探測(ce)器(qi)，標志著我國航(hang)(hang)天(tian)遙感領域可見(jian)光探測(ce)器(qi)邁入了(le)新階(jie)段。
據悉，該所研發(fa)的(de)這(zhe)兩(liang)款探(tan)測(ce)器不(bu)僅(jin)是世界上線陣(zhen)長度最長的(de)探(tan)測(ce)器，而且探(tan)測(ce)器電路(lu)的(de)體積、重量和(he)功耗均大幅降低，性能(neng)指標達世界領先(xian)水準，打(da)破了我國一直以來(lai)在高性能(neng)圖像探(tan)測(ce)器研發(fa)能(neng)力(li)上的(de)落后(hou)局面，實現了高端圖像探(tan)測(ce)器的(de)完全自主可控(kong)。
在地(di)球(qiu)之外的浩瀚宇宙(zhou)，遙(yao)感衛星發揮著“站得高，看得遠”的“天眼”作用，為農業估產(chan)、海洋(yang)監測(ce)、環(huan)境監測(ce)、氣(qi)象觀測(ce)、防(fang)災減災和國防(fang)建設等恪盡職(zhi)守。
而探(tan)測(ce)器相當于“天眼”的(de)(de)“視網(wang)膜”，是遙感衛星的(de)(de)核心器件，遙感相機的(de)(de)光、機、電等(deng)其他部件都(dou)要與探(tan)測(ce)器配套(tao)設(she)計。
遙感(gan)衛(wei)星(xing)在距離地面(mian)幾(ji)百公里高的(de)近地軌道上，為了保(bao)證(zheng)不“掉”下(xia)來(lai)，需要(yao)保(bao)持大約(yue)每(mei)秒鐘7公里的(de)飛(fei)行速度。這(zhe)種情況下(xia)，衛(wei)星(xing)相機接收到的(de)光信號會比較微弱，需要(yao)采用時間(jian)延遲(chi)積分(fen)技術對同一(yi)個景物多次曝(pu)光成像。
目前，遙感(gan)相機采用的(de)主流探測(ce)器(qi)(qi)是具(ju)有TDI功能(neng)的(de)電(dian)荷耦合器(qi)(qi)件TDI-CCD。隨(sui)著半(ban)導(dao)體芯片技術(shu)的(de)發展以及(ji)CMOS工藝探測(ce)器(qi)(qi)性能(neng)的(de)提(ti)高，在商業和民用領域，CMOS探測(ce)器(qi)(qi)已(yi)經全面(mian)替代CCD。
作為(wei)我國空間光學遙(yao)感領域的主(zhu)力軍(jun)單位，508所近年來(lai)將探(tan)測器(qi)技(ji)術作為(wei)該(gai)所的核(he)心技(ji)術之(zhi)一，在先(xian)進探(tan)測器(qi)技(ji)術的研發上投(tou)入了大量資源。
經過(guo)3年多(duo)的自主(zhu)研(yan)(yan)發，該所終于研(yan)(yan)制出具有(you)世界領先水平的新一代(dai)TDI-CMOS探測器。
據了解，TDI-CMOS探測(ce)器(qi)具(ju)有(you)高度的集成性，可大幅度減小(xiao)遙感相機的體積、重量和功(gong)耗，具(ju)有(you)大動態范圍(wei)、高響應度、高信噪比(bi)、背景噪聲低(di)、光響應一致(zhi)性好等優(you)勢。
同(tong)時(shi)，隨著自主可控的(de)呼聲越來越高(gao)，508所(suo)把探測器技(ji)術(shu)提升到關系生(sheng)存發展(zhan)的(de)高(gao)度，采取了(le)“先(xian)規劃再(zai)研發”的(de)思路，目(mu)前已經初步形(xing)成了(le)型(xing)譜(pu)化的(de)產品系列(lie)。
后(hou)續應用(yong)中(zhong)，TDI-CMOS探(tan)測(ce)器(qi)將在高分辨率對地觀測(ce)、深空探(tan)測(ce)和天文觀測(ce)等航天遙(yao)感領域發揮(hui)重(zhong)大作用(yong)。
“使用傳(chuan)統(tong)的(de)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)，一個探(tan)(tan)測(ce)器(qi)需要(yao)單獨配備(bei)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)路板、信號驅動板、信號處(chu)理(li)板等多(duo)(duo)塊(kuai)電(dian)(dian)路板。”508探(tan)(tan)測(ce)器(qi)技術實(shi)驗室負責人陳(chen)瑞明說，“如(ru)(ru)果衛(wei)星(xing)裝上我(wo)們研(yan)制的(de)這款新(xin)型(xing)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)，那么一塊(kuai)電(dian)(dian)路板就能(neng)替代(dai)之(zhi)(zhi)前所有的(de)電(dian)(dian)路板，多(duo)(duo)塊(kuai)電(dian)(dian)路板上實(shi)現(xian)的(de)功能(neng)被集成到(dao)新(xin)型(xing)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)中，同時，也可以(yi)免去電(dian)(dian)路板之(zhi)(zhi)間的(de)傳(chuan)輸電(dian)(dian)纜。”如(ru)(ru)此一來，該探(tan)(tan)測(ce)器(qi)不僅符(fu)合(he)載荷(he)輕量化趨勢，節(jie)約(yue)了整星(xing)成本，而且提高了系統(tong)的(de)整體可靠(kao)性，使成像(xiang)效果更(geng)加(jia)理(li)想。
目前，508所研制的(de)這兩款探測器已具備(bei)較高的(de)技(ji)術(shu)成(cheng)熟度，并通過了包括抗輻照在內的(de)各(ge)項模(mo)擬太空(kong)環境的(de)可靠(kao)(kao)性(xing)試驗，滿足宇航(hang)產品(pin)的(de)高可靠(kao)(kao)、長(chang)壽命需求。
據悉，該新型(xing)探(tan)測器已實現量產并應用于遙感衛星型(xing)號的飛行產品研制中(zhong)。
【責任編輯：王莉 趙藝涵】