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技术无极限:史密斯助力火星通讯

※发布时间:2020-6-4 11:39:02   ※发布作者:habao   ※出自何处: 
 

技术无极限:史密斯助力火星通讯

从古代用旗语联络发展到如今的电报通讯,通信技术的不断进步支持并推进人类向外开疆拓土,寻找新的居住领域。

最能印证这一真理的,莫过于人类对火星发起的探索。

火星登陆者和火星车任务相继启动,摆在 NASA 面前的是史上最具挑战性的通讯问题。究其原因之一,是如何抵御火星的极端环境。

2012 年野心勃勃的好奇者号火星任务,计划收集大量研究数据并传回地球。为此,NASA 决定起用约 400 兆赫兹的超高频(UHF)波段,因为该频带具有远距离传播特性。但即使是 UHF 系统,也容易受到不利大气条件的影响。

这个问题变得非常棘手。由于火星地表压力只有 101.3kPa,约为地球的 0.6%,导致火星时常遭遇猛烈的沙尘暴。平均地表温度从 -63°C (-81°F)  14°C (57°F) 不等,但最低温度可达 ?143°C (?225°F),最高温可达 35°C (95°F)

更糟糕的是,极端温度变化会导致通讯系统性能在信号传播范围和质量方面出现强烈的不稳定性。系统的长期可靠性也会严重降低。

除此之外,解决方案还要尽可能使通讯组件做到轻便、小巧,以便最大限度地减少航空器在任务执行中能量的消耗。然而,为了抵御极端温度对信号的失真影响,传统解决方案需要搭载过多有源元件。这些部件占用了过多舱内空间和能源的同时,却仍然存在无法让人接受的信号失真情况。

我们需要从新的角度思考问题。

创新

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史密斯英特康推出了已获得专利权的温变衰减器(TVA)解决方案:Thermopad?

这项突破性的 TVA 技术可高效、准确地抵御从零下65摄氏度到零上150摄氏度的温度波动,因此即使在极端大气条件下也能维持恒定的信号强度。

这款安装在火星车表面的 Thermopad TVA 仅有2mm2,可替代自动增益控制电路,单芯片,就能兼顾调平设定或缓冲功能与温度补偿功能。采用这个方案,不仅减少了所需零部件的数量,降低了成本,同时也提高了系统可靠性。

此外,由于 Thermopad 属于无源部件,因此无需电力,使用寿命比其他有源型产品解决方案更长久。

完美的火星解决方案。

史密斯效应

史密斯的 Thermopad  NASA 证明是好奇者号火星车搭载通讯系统的重要中枢部件。2012年登陆火星之后,Thermopad 确保了火星气候和地形结构相关的海量数据被完整传输到地球,科学工作者们对火星宜居性的评估工作因此而向前迈进了一大步。

任务大获成功,好奇者号原本两年的任务被无限期延长,它的设计也为未来2020年火星车任务打下坚实基础。

但史密斯并未止步于此,下一代 Thermopad 系列产品已开发完成:K2TVA。这款Thermopad 根据 NASA 针对未来选用的 K 波段频率范围专门开发的一款产品,可以提供更精准和更高水平的温度补偿。

目前,K2TVA 正在接受评估,只待在未来的太空任务中大展身手。

史密斯:创新,真正助推科技前沿。

关于史密斯集团

史密斯集团是一家跨国技术(工业)企业,并已于伦敦证券交易所上市。在提高安全性、保护健康和提高生产率的先进技术实际应用方面,本公司位列全球领导者行列。我们将技术带入生活,并致力于打造一个更安全,更健康,更卓有成效的世界

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