航天14所年轻团队勇担重任攻克技术难关

文章来源:中国航天报 发布时间:2012-08-17



科研人员正在测试黑匣子

      
       一说到“黑匣子”,人们不禁会有“神秘”的感觉,而对于中国航天科技集团公司一院14所4室的遥测人员们而言,被外界称为“黑匣子”的存储器不仅不神秘,反而像自己的“孩子”一样亲切。

  前不久,某重点型号的飞行试验取得圆满成功,其中,该所自主研制的服务于该系统的“黑匣子”——回波存储器带回了详尽的雷达回波数据,并以高速、小型化、大容量的存储优势,在再入遥测领域独占鳌头,填补了国内相关技术领域的空白。

  接下烫手的“山芋”

  14所拥有包括回波存储器、组合存储器等在内的多项不同类型存储器自主知识产权,其研制的存储器在业内具有良好的口碑与较高的信誉度,而研制“黑匣子”的团队平均年龄还不到35岁。

       2008年年初,该所突然接到通知,总体单位提出新的雷达回波信号的存储测量要求,对存储器速度、容量、体积、抗冲击等综合性能要求都远远超出了以往型号产品的性能指标。

  “新型号产品所需的回波存储器属于大容量高速存储器,存储容量和存储速度都远远高于其他型号要求,而防护体积又受到很大的限制,已有的存储器均无法满足要求,必须重新设计研制。”该所4室主任田恒春回忆道,“为了满足设计要求,就需要在产品体积不变的情况下,大幅提高其运行速率,设计难度非常大,确实是一个烫手的‘山芋’。”

  时间紧、任务急,要在保持原有存储器体积不变的同时,提高十几倍的运行速率,确实是个难题,容不得丝毫的马虎。

  再烫手的“山芋”也得接。经过对前期的相关技术进行梳理,该室科研人员一起开展“头脑风暴”,把攻关的核心关键点定位在高速、小型化、大容量与抗干扰四个方面,通过对相关专业单位调研、大量查阅资料以及设计人员之间的技术经验交流,成功找到了攻克难关的“金钥匙”。

  “硬骨头”逐个被攻破

  “存储器电路板上每个芯片的极限工作速度在40M左右,但每个芯片在运行到20M左右时就开始发烫。为了避免芯片‘过劳’导致存储器发热,同时满足整体存储速率近200M的设计要求,我们选择了将芯片排列成流水线的方法。”田恒春介绍说,“如果将存储器的整体运行速率比作一根粗管子,那么我们要做的就是将粗管子变成多条细管子,最大程度降低流量,同时提高整体的存储效率。”

  为了解决“大容量”的难题,该所科研人员对曾经用过的芯片产品进行了考核,发现没有一款能够满足如此高性能的要求。于是,大家重新开始摸索,对曾经用过的芯片进行了梳理。

  “在大量搜集市场上‘主控’与‘存储’两大类型的芯片产品的基础上,我们选取了近10家国际知名品牌的电子芯片进行测试、考核。”设计员李骥介绍说,“我们5个人用了近4个月的时间,对进入筛选范围的芯片逐一进行测试,以确保获得准确的数据。”

  随着研制工作的推进,高速、小型化与大容量的难题逐一被攻破,“抗干扰”的难题又出现了。“抗干扰”主要是要抵抗外部环境的强冲击与各条流水线相互之间的电磁干扰。怎样才能在保证回波存储器的运行速率持高不变的情况下,让信号不被破坏、确保信号的完整性呢?

  凭借着专业知识与丰富经验的积累,科研人员在电路板上想办法,选择了以往从未采用过的柔性电路板,加强屏蔽,给予存储器一个完美的封闭。“就像是给存储器加上了一层金属‘被子’,外面的信号再怎么强,干扰再怎么大也无法进入了。”田恒春幽默地说。

  为了验证回波存储器防护回收结构的抗冲击性能,年轻的设计人员在多次地面试验模拟验证的基础上,经过理论仿真分析,在专家及同行的共同协助下,又经过多次改进设计,最终,一款通过地面试验考核的回波存储器诞生了。

  继2010年该型号的首次成功后,近日的飞行试验成功为该所回波存储器带来了荣誉和商机。目前,已有多个型号产品项目选择该所的回波存储器作为遥测系统中的“黑匣子”。(孙丁玲 岳苗)

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