远程探测遥感授受天线,连接天空与地面的信息桥梁
发布时间: 2025-05-10
作者:测试视频
你有没有想过,在遥远的太空,那些巨大的卫星是如何与地球保持联系的?或者,在灾难发生时,我们是如何找到被困在废墟下的人?这一切的背后,都离不开一种神奇的技术——远程探测遥感授受天线。今天,就让我们一起探索这个充满奥秘的世界。
探索宇宙的“千里眼”

想象你站在地球上,却能“看”到遥远的星星和星系。这听起来像是科幻小说里的情节,但现实中,这已经成为了可能。中国电科39所研制的亚洲最大70米口径全可动天线,就为我们实现了这一梦想。这个巨大的天线,能够稳定接收微弱的人造数据信号和感知极微弱的宇宙自然天体辐射电磁波。它就像一个巨大的“千里眼”,让我们能够探索宇宙的奥秘。
这个天线不仅口径大,而且非常灵活。它采用了多电机控制、抗阵风扰动以及多参数指向标定修正等多项新技术,使得天线指向精度达到了9角秒。这意味着,即使是非常遥远的星系,它也能准确地捕捉到。同时,为了克服重力因素影响导致的天线内部面板形变,研制团队还采用了副面赋形和实时吻合、反射体温度场控制等多个专项技术,使得天线主反射面面形精度优于1毫米。这些技术的应用,使得这个天线在接收信号方面表现出色,为深空探测和射电天文领域带来了重大突破。
穿墙“透视”的生命之光

在灾难发生时,时间就是生命。传统的生命探测技术往往受限于环境因素,很难找到被困的人。但是,超表面生物雷达透视眼镜的出现,改变了这一现状。这款眼镜由眼动信息捕捉眼镜、信号分析仪、超表面天线和显示器连接而成,佩戴者只需移动视线,生物雷达发射的电磁波就会自动转向,实现“看哪里探哪里”的效果。
这款眼镜已经实现了多种功能:多目标呼吸和心跳非接触探测,障碍物后人体定位和动作检测,无人飞行器智能跟踪及干扰,无障碍语音获取。在地震等救援实战中,它已经多次成功探测到生命信号,为复杂环境下的搜救工作提供了强有力的技术支撑。这款眼镜的发明,不仅为救援工作带来了希望,也为许多无法接触的人体监测提供了新的解决方案。
远距离探测的“火眼金睛”

在核电站、核废料处理厂等地方,放射性物质的安全处理至关重要。传统的辐射探测器在远程探测放射源方面存在一定的技术局限。但是,韩国蔚山国立科技研究所的物理学家团队提出了一种利用高功率脉冲电磁波远程探测放射性物质的方法,为核安全领域带来了新的希望。
这种方法利用高功率脉冲电磁波探测放射源,具有更高的灵敏度。传统的辐射探测器,如盖革计数器,只能在3.5米的距离探测钴-60,而且放射性必须达到1毫居里才能探测到。而这种方法,可以在更远的距离探测到更低水平的放射性。这意味着,我们可以更安全、更有效地处理放射性物质,减少核事故的风险。
低频磁场的天线魔法
在人工引雷实验中,如何测量闪电电流波形是一个难题。传统的测量方法需要将传感器布设在电流路径上,而这种方法既不方便,也存在一定的风险。但是,利用低频磁场天线遥感测量人工引雷初始连续电流的方法,为我们提供了一种新的解决方案。
这种方法利用低频磁场天线在有效探测频段范围外的频率响应特征,采用数值积分的方法对在距离人工引雷闪电通道近距离处获得的磁场波形进行数学处理,有效去除测量过程中噪声信号的影响,获得人工引雷实验中特征性放电过程,即初始连续电流的高时间分辨率波形。这种方法不仅操作简单,成本低廉,而且可以远程测量,大大提高了实验的效率和安全性。
星载天线的未来之路
在卫星通信、侦察、遥感及深空探测等领域,星载天线扮演着至关重要的角色。由于火箭整流罩尺寸与发射费用的限制,要求天线不仅轻且口径小;另一方面,侦察、通信等任务的完成又要求天线的口径尽可能大。为此,天线必须做成可收拢可展开的形式,这为天线的设计、分析与制造提出了前所未有的挑战。
为了解决这些问题,研究人员提出了可展开天线的收拢、展开两状态的动力优化模型,突破了大柔性、非线性、两状态、多学科的难点,实现了综合优化设计。应用效果也非常显著,如口径16m与30m的侦察用Astromesh大型网状天线、口径4.2m的径向肋伞状天线、载人航天新型构架天线,都成功应用了这些关键技术与综合设计平台。这些成果不仅适用于星载天线,也适用于其他展开结构,如展开光学系统、太阳帆板、太空机械臂等,为未来的太空探索开辟了新的道路。