中國電科54所為國際大科學工程提供天線解決方案

SKA首台中頻天線在河北吊裝

SKA是由全球多國合資建造和運行的世界最大規模綜合孔徑射電望遠鏡，建成后將比目前世界上最大的射電望遠鏡陣列靈敏度提高50倍，巡天速度提高10000倍

9月20日，我國參與研制的國際大科學工程平方公裡陣列射電望遠鏡（SKA）進入建設階段以來建成的首台中頻天線，在中國電科54所測試現場正式吊裝，不久后將運往位於南非的目的地。它的研制成功標志著SKA中頻天線已經基本達到技術就緒和批量生產狀態，正式進入建設階段。

SKA是由全球多國合資建造和運行的世界最大規模綜合孔徑射電望遠鏡，接收總面積約1平方公裡，台址分別位於南非及南部非洲8國、澳大利亞西部的無線電寧靜區域。SKA建成后，將比目前世界上最大的射電望遠鏡陣列靈敏度提高50倍，巡天速度提高10000倍，為人類探測宇宙作出更多貢獻。

“中頻天線是SKA中頻陣列的核心設施。SKA要獲得對宇宙目標的‘精准畫像’，就需要中頻天線具有較高的靈敏度、指向精度和高電磁屏蔽能力。”中國電科54所首席專家、SKA中頻天線結構項目總設計師杜彪說，去年以來，他們對伺服控制系統設計、動態仿真、標校、調試、測試方法和測試驗証等關鍵技術開展攻關，解決了一系列世界性技術難題，實現了千分之三度的高指向精度和優於一百微米的面板精度。

高精度的背后，是每一個環節的極致精密。

“SKA中頻天線反射體由主反射體、副反射體、換饋機構以及支臂構成。其中，主反射體是由66塊不同曲率的鋁合金三角形面板組成的六邊形空間網架結構。”杜彪說，這66塊面板的曲率各不相同，他們要制造66個專用模具，在成型時讓每一塊面板與模具盡量貼合。

此外，安裝工序也十分考究。“中頻天線的背架採用螺栓球與拉杆螺連的方式安裝，一台天線上共有100余個螺栓球、300余根拉杆。”杜彪說，這100余個螺栓球上面的螺孔數量不盡相同，最多可達12個，每個螺栓球上的各個螺孔角度是唯一的，“也就是說，每個螺栓球在15米×18米×3米的網架中的位置是唯一的，每個螺孔裝哪根拉杆也是唯一的，如此精密的位置要求，有一顆小米粒大小的誤差就無法安裝。”

為了保証中頻天線的精度要求，同時能夠快速、精確地完成安裝與拆卸，項目團隊優化了面板結構和成型工藝參數，實現大面板精密成型﹔構建4個計算模型，反復研究裝配流程，掌握了最佳安裝方法。

同時，針對SKA中頻天線批量化建設、沙漠環境安裝集成以及使用維護的特點，項目團隊對天線反射體、座架、方位俯仰機構和軸承進行了模塊化設計，將驅動器、電機、減速機等結構設計為現場可更換單元，提高了維護便捷性，降低了維護成本。

“中頻天線是SKA目前最大的單筆實物貢獻採購任務，我們作為總承包方，聯合來自西班牙、意大利和南非的供應商共同承擔SKA中頻天線實物貢獻的64台任務。”中國電科54所總監馬英昌說，接下來，他們將陸續完成64台中頻天線生產，落實好中頻天線履約工作，進一步融入全球SKA創新網絡，為SKA國際大科學工程建設貢獻中國智慧。（記者王璐丹 通訊員李燕茹）

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