同步通讯卫星用5公分微波隧道二极管
编辑:管理员     发布时间: 2017-11-15



331工程,即我国卫星通信工程。在第一颗人造地球卫星发射成功之后,我国就开始对卫星通信进行探索性的研究工作。19752月,国家计委和国防科委联合向中共中央、中央军委提出《关于发展我国卫星通信问题的报告》。当年331日,中央军委讨论了此报告,不久,上述报告得到了党中央和毛主席的批准,我国卫星通信工程上马,由此该工程被称为“331工程”。该工程的实施,是中国航天技术从试验走向应用的重要标志,大大推进了我国应用卫星和卫星应用的进程。


1975年,中央军委常委审议通过了国家计委、国防科工委提出的《关于发展中国卫星通信问题的报告》,这份报告最终以毛泽东主席的亲笔圈定而尘埃落定。因为毛泽东主席并没有在报告上留下日期,该工程就以中央军委常委审议通过的时间——331日命名了。虽然当时“文革”还没有最终结束,对工程最初的影响还没有完全消失,但毕竟已在逐渐退出历史舞台。


1975年,中国的航天事业虽然已取得一定成绩,也积累了部分经验,但面对“331”这样庞大纷繁的工程,还是第一次。该工程包括五个全新系统的工作:东方红二号卫星的研制,其中包括通信转发器和天线;地面通信接收和发送站的建设和设备的研制;长征三号运载火箭的研制;微波统一载波测控系统地面站的建设和设备的研制;低纬度靶场的建设,要具备发射液氢、液氧发动机火箭的能力。


198448日,中国自行研制的长征三号运载火箭,成功地将东方红二号通信卫星送入36000公里的地球同步转移轨道,卫星定点在东经125°。东方红二号采取自旋稳定方式,相当于第三代国际通信卫星的水平。198621日,我国又成功发射了第二颗通信东方红二号通信卫星,它将第一颗卫星采用的全球波束改为国内波束,从而地面接收天线可以从10米降低到3米~5米,更有利于应用。198837日和1222日,相继有二颗东方红二号甲通信卫星发射成功,卫星性能进一步提高,转发器从2个变成4个,功率由8瓦变成10瓦。这些数字看起来非常简单,而航天科技人员付出了大量的辛勤劳动。  


东方红二号是我国第一颗长寿命的应用卫星,设计寿命为3年,我国当时的电子元器件固有可靠性不能满足要求,而国外对我国实行封锁,空间技术研究院的人员只好对所有的配套元器件进行全过程监造和验收,并通过老化筛选,剔除不合格产品,将这些元器件的使用可靠性从3级提高到6级,有的甚至更高,最终筛选出了东方红二号通信卫星上使用的几万个元器件,使卫星寿命达到5年~6年。 “东方红二号”的发射成功,开始了用我国自己的通信卫星进行卫星通信的历史。


同步通讯卫星用5公分微波隧道二极管用于我国第一颗同步通讯卫星(331工程)微波接收的第一级,该级的性能决定了地面上传讯号的接收质量。该器件失效会引发卫星整体失效,十分关键。航天五院的同志多次找到我们,我们多次推荐兄弟单位(如:南京所,上无17等),但五院经调研仍确定希望由山东大学承担。


同步通讯卫星用5公分微波隧道二极管是以锗为半导体材料,运用量子力学的隧穿原理制作的低噪声微波放大用二极管。通过合理采用锗平面合金工艺及相应的总体工艺设计,选择掺镓度合适的锗单晶,运用先进光刻技术和多重金属电极系统等一系列技术措施,使产品达到国际同类的先进水平,应用于我国1984年和1986年发射的两颗同步卫星试验,质量稳定可靠。该产品的研制成功,打破了国外的技术封锁、为进一步提高卫星系统的监测设备性能创造了条件。


本工作始于70年代中期,初步完成于70年代末,经卫星发射实体验证后,最后结项于1987年。876月有关部门发来贺电:“该器件在电性能方面达到了西德西门子公司生产的卫星用同类器件水平,在工艺上采取的措施使潜在的可靠性比西门子公司的产品更好,在噪声性能方面略优于西门子公司的同类产品,……19844月和19862月发射的通讯卫星中,该器件工作正常,直到目前为止,没出现任何故障,证明该器件可靠性高,电性能良好、稳定,达到了高可靠、长寿命的要求,为我国的卫星通讯事业做出了重要贡献。”本项目获山东省科技进步一等奖(1987.12