中国电科54所为国际大科学工程提供天线解决方案

SKA首台中频天线在河北吊装

●SKA是由全球多国合资建造和运行的世界最大规模综合孔径射电望远镜，建成后将比目前世界上最大的射电望远镜阵列灵敏度提高50倍，巡天速度提高10000倍

9月20日，我国参与研制的国际大科学工程平方公里阵列射电望远镜（SKA）进入建设阶段以来建成的首台中频天线，在中国电科54所测试现场正式吊装，不久后将运往位于南非的目的地。它的研制成功标志着SKA中频天线已经基本达到技术就绪和批量生产状态，正式进入建设阶段。

SKA是由全球多国合资建造和运行的世界最大规模综合孔径射电望远镜，接收总面积约1平方公里，台址分别位于南非及南部非洲8国、澳大利亚西部的无线电宁静区域。SKA建成后，将比目前世界上最大的射电望远镜阵列灵敏度提高50倍，巡天速度提高10000倍，为人类探测宇宙作出更多贡献。

“中频天线是SKA中频阵列的核心设施。SKA要获得对宇宙目标的‘精准画像’，就需要中频天线具有较高的灵敏度、指向精度和高电磁屏蔽能力。”中国电科54所首席专家、SKA中频天线结构项目总设计师杜彪说，去年以来，他们对伺服控制系统设计、动态仿真、标校、调试、测试方法和测试验证等关键技术开展攻关，解决了一系列世界性技术难题，实现了千分之三度的高指向精度和优于一百微米的面板精度。

高精度的背后，是每一个环节的极致精密。

“SKA中频天线反射体由主反射体、副反射体、换馈机构以及支臂构成。其中，主反射体是由66块不同曲率的铝合金三角形面板组成的六边形空间网架结构。”杜彪说，这66块面板的曲率各不相同，他们要制造66个专用模具，在成型时让每一块面板与模具尽量贴合。

此外，安装工序也十分考究。“中频天线的背架采用螺栓球与拉杆螺连的方式安装，一台天线上共有100余个螺栓球、300余根拉杆。”杜彪说，这100余个螺栓球上面的螺孔数量不尽相同，最多可达12个，每个螺栓球上的各个螺孔角度是唯一的，“也就是说，每个螺栓球在15米*18米*3米的网架中的位置是唯一的，每个螺孔装哪根拉杆也是唯一的，如此精密的位置要求，有一颗小米粒大小的误差就无法安装。”

为了保证中频天线的精度要求，同时能够快速、精确地完成安装与拆卸，项目团队优化了面板结构和成型工艺参数，实现大面板精密成型；构建4个计算模型，反复研究装配流程，掌握了最佳安装方法。

同时，针对SKA中频天线批量化建设、沙漠环境安装集成以及使用维护的特点，项目团队对天线反射体、座架、方位俯仰机构和轴承进行了模块化设计，将驱动器、电机、减速机等结构设计为现场可更换单元，提高了维护便捷性，降低了维护成本。

“中频天线是SKA目前最大的单笔实物贡献采购任务，我们作为总承包方，联合来自西班牙、意大利和南非的供应商共同承担SKA中频天线实物贡献的64台任务。”中国电科54所总监马英昌说，接下来，他们将陆续完成64台中频天线生产，落实好中频天线履约工作，进一步融入全球SKA创新网络，为SKA国际大科学工程建设贡献中国智慧。

来源：河北日报