交会对接空空通信技术

1、所属科学领域及主要内容 交会对接空空通信子系统作为载人飞船和目标飞行器交会对接段双向数据通信的唯一关键设备，为成功实现首次载人交会对接任务发挥了重要作用。实行了船器间的遥控指令、注入数据、工程关键遥测数据、差分定位数据的转发，确保载人飞船差分定位系统能够进行相对定位解算，实现了两飞行器间的相对测量功能。该系统能够在交会对接阶段100Km直至对接成为组合体，建立视角为-72度~+72度范围内实现两条S波段、全双工、同频码分扩频双向空空直接通信链路，具有作用距离远、视场宽、抗干扰能力强的特点。 2、技术创新内容、特点 本项目具备以下几个技术创新和特点： 在国内航天器空空通信领域中，首次采用扩频通信体制并以软件无线电技术实现“数字中频解扩”，具有结构灵活、通用性好、对器件性能参数的离散性和温度时间漂移特性不敏感的特点； 采用“S波段双臂三元圆极化天线技术”研制了宽频带、宽波束圆极化新型空空通信天线，解决了在船器上的安装限制问题和提高了在大倾角姿态对接时的通信可靠性； 采用“发射功率稳定及切换技术”解决了扩频体制中的远近效应难题； 采用“接口数据传输高可靠性技术”实现了多种数据在两条双热数据链路中的可靠稳定传输。 3、应用推广情况 本项目技术难度大、创新性强，是我所自行开发应用、拥有自主知识产权的创新项目，其整体技术在空空通信领域处于国内领先、国际先进水平。在已经完成的首次无人交会对接和首次载人交会对接任务中，“神舟八号”、“神舟九号”载人飞船分别和“天宫一号”目标飞行器成功实现了无人/有人、自动/手控对接。在整个交会对接过程中，空空通信子系统在船器相距100Km处即建立了稳定的双向通信链路，直到对接成为组合体；空空通信子系统表现优异，在轨工作稳定可靠，为我国首次空间交会对接任务的圆满完成作出了突出贡献，为我国交会对接技术的跨越式发展、未来空间站的建造打下了坚实的基础。 通过该项目的研制，培养、锻炼了航天型号产品的研制队伍，造就了一批年轻的身具航天精神、技术过硬的业务骨干的同时，在空空通信、扩频通信、软件无线电、宽带天线、FPGA空间单粒子防护等关键技术上有了重大突破和提高。在卫星通信、深空探测、战术型号遥测、中继通信等多个相关领域，具有极大的社会、经济效益和推广应用范围。目前该项目已在货运飞船型号中得到了不同程度的推广和应用，为今后空间实验室的建立、多艘飞船交会对接技术的实现打下了技术根基，其应用前景十分广阔。