在浩瀚宇宙中,衛星作為人類探索太空、實現星際信息互通的重要“使者”,衛星技術不僅改變了人們的生活方式,還在以前所未有的速度推進社會的發展與革新。如今,衛星行業已然成為現代經濟社會中不可或缺的關鍵部分,其應用廣泛,覆蓋通信、導航、遙感等多個領域,在通信保障、環境監測、災害預警、農業生產以及科學研究等諸多方面發揮著舉足輕重的作用。
一、衛星組網:天地互聯迎來黃金時代
當我們仰望星空,那里正悄然上演一場通信革命。近年來,全球衛星產業迎來了井噴式發展浪潮——航天科技的迭代突破,讓衛星制造與發射成本呈階梯式下降;而通信領域與互聯網行業對低軌衛星集群的需求持續攀升,兩者共同重塑了太空通信的既有格局,推動了低軌衛星市場規模的迅速擴大。
(注:圖片來源于網絡)
為了進一步在全球低軌衛星建設競速賽中保持優勢,我國的衛星互聯網建設正在逐步推進。而隨著建設進程的加速推進,傳統微波通信的帶寬性能已逐漸難以適配海量數據的傳輸需求。在此背景下,衛星激光通信作為新一代空間信息傳輸的核心技術,憑借其突出的技術特性在現代通信場景中展現出顯著的應用價值與發展潛力:衛星激光通信不僅具備超高帶寬的傳輸能力,還擁有極強的抗干擾性能與卓越的信息保密優勢。
注:圖片來源于網絡
二、攻堅克難:衛星激光通信的精度挑戰
在衛星通信領域,其原理是將衛星精準發射到特定高度的軌道上運行,從而作為一個功能強大的微波中繼站,其上搭載的通信轉發器能夠敏銳接收由地面站發射的信號,隨后對信號進行放大與變頻處理,再高效轉發給其他地面站,從而順利完成兩個地面站之間的跨地域信息傳輸任務。然而,在衛星激光通信過程中,高速運行的衛星要與地面實現光束精準對準,無疑是一項極具挑戰性的難題。
(注:圖片來源于網絡)
這一技術面臨三重極限挑戰:
亞微弧度級指向精度:光束在進行超遠距離傳輸時,落點偏差需控制到非常小的范圍
毫秒級響應速度:衛星軌道運動、平臺振動等干擾需要實時補償
極端環境適應性:工作器件需在真空、低溫、強輻射的太空環境長期穩定工作
三、精準對接:芯明天壓電偏轉鏡/快反鏡的強力輔助
芯明天壓電偏轉鏡在衛星領域展現出了卓越的適配性與強大的應用價值。
芯明天的壓電偏轉鏡堪稱衛星激光通信系統中的核心精瞄準器件。在構建地空鏈接和星間鏈路的過程中,實現對光信號的精準瞄準和跟蹤至關重要,而壓電偏轉鏡在此發揮著關鍵作用,它可實現超高精度偏轉,偏轉分辨率高達0.02μrad,為衛星通信的穩定運行與高效傳輸提供了堅實保障。

從技術特性來看,壓電陶瓷作為壓電偏轉鏡的核心驅動元件,具備獨特優勢。通過結構內部多支壓電陶瓷極其細微的位移,偏轉鏡可以進行單軸或多軸角度偏轉運動,而精度更是可以達到亞微弧度。并且,壓電偏轉鏡的結構設計也充分滿足了衛星設備在復雜太空環境下對負載能力的要求。

(運動方式示意圖)
此外,考慮到衛星運行所處的特殊環境,如真空、低溫等極端條件,芯明天的壓電偏轉鏡專門推出了真空、低溫版本。這些特殊版本的產品能夠完美適應衛星在太空環境下的工作需求,為衛星設備的穩定運行提供全方位、個性化的解決方案。不僅如此,還可根據客戶的特定要求提供定制服務,滿足衛星領域多樣化、差異化的應用需求。
芯明天專為航空航天領域研發設計的航空級壓電快反鏡,體積小、功耗低,且可在真空、低溫、高振動沖擊等極端環境下穩定工作,目前已在航天航空領域得到廣泛應用,例如:“風云3號E星”、“夸父一號衛星”、“吉林一號”等,猶如為太空里的衛星配備了高精度激光“對講機”,極大地提升了衛星通信的質量與效率。

(注:圖片來源于網絡)
芯明天P33系列壓電偏轉鏡/快反鏡
P33系列壓電偏轉鏡是具有快速響應且體積緊湊等特點的偏轉平臺,提供頂端面的高精度角度運動,與其他原理的執行器相比,壓電驅動、柔性鉸鏈導向的壓電偏轉平臺可提供更高的加速度,使階躍響應時間在亞毫秒范圍。具有5個不同的偏轉范圍,可達20mrad的光束偏轉。

▲特點
·二維θx、θy偏轉
·偏轉范圍可達10mrad
·毫秒響應時間
·閉環定位精度高
·溫度穩定性高
·可定制適于工業應用、航天應用版本
技術參數
| 型號 | P33H.T2S38Y | P33H.T4S50Y |
| 偏轉范圍(單級)(0~100V) | ≥2.5mrad | ≥5mrad |
| 負載尺寸 | 直徑25mm×5mm | 直徑25mm×5mm |
| 驅動電壓 | 0-100V | 0-100V |
| 驅動控制 | 3路驅動、2路傳感 | 3路驅動、2路傳感 |
| 運動維度 | 二維θx、θy | 二維θx、θy |
| 傳感方式 | SGS | SGS |
| 空載諧振頻率 |
>2.9KHz (誤差±5%) |
>1.5KHz (誤差±5%) |
| 重復定位精度 | ≤1.5μrad | ≤3μrad |
| 閉環線性度 | 0.1%F.S. | 0.2%F.S. |
| 角分辨率(開環) | ≤0.05μrad | ≤0.15μrad |
| 角分辨率(閉環) | ≤0.75μrad | ≤1.5μrad |
| 單軸靜電容量 | 3.6μF | 7.2μF |
| 輻照總劑量 | ≥100krad(Si) | ≥100krad(Si) |
| 溫度 |
工作溫度:-25℃~60℃ 存儲溫度:-40℃~80℃ |
工作溫度:-25℃~60℃ 存儲溫度:-40℃~80℃ |
| 使用壽命 | ≥15年 | ≥15年 |
| 失效率 | ≤240Fit | ≤240Fit |
| 沖擊試驗 | 1000g | 1000g |
| 正弦振動試驗 | 10g | 20g |
| 隨機振動試驗 | 8.46g | 20g |
| 加速壽命試驗(試驗后,產品依然工作正常) | 2736h,等效18年 | 2328h,等效15年 |
| 機構質量 | ≤120g | ≤200g |
| 材質 | 鈦合金 | 鈦合金 |
| 機構本體尺寸 | ≤Φ25mm×38mm | ≤Φ25mm×50mm |
| 用線 | 航天單芯線+航天6芯線 | 航天單芯線+航天6芯線 |
芯明天S37系列壓電偏轉鏡/快反鏡
S37系列壓電偏轉鏡為θx、θy偏轉,具有高度可靠性的壓電快反鏡,產品體積小巧、結構緊湊,可以實現的偏轉范圍為5mrad,非常適用于精密光路調節。

▲特點
·高可靠性
·抗震加固
·全閉環高精度
·開/閉環可選
·工業級/軍品級/航天宇航級
技術參數
| 型號 | S37H.T2S37F | S37H.T4S55F |
| 偏轉范圍(單級)(0~100V) | ≥2.5mrad | ≥5mrad |
| 負載尺寸 | 直徑25mm×5mm | 直徑25mm×5mm |
| 驅動電壓 | 0-100V | 0-100V |
| 驅動控制 | 3路驅動、2路傳感 | 3路驅動、2路傳感 |
| 運動維度 | 二維θx、θy | 二維θx、θy |
| 傳感方式 | SGS | SGS |
| 空載諧振頻率 | >6.5KHz(誤差±5%) | >6.3KHz(誤差±5%) |
| 重復定位精度 | ≤1μrad | ≤1.5μrad |
| 閉環線性度 | 0.1%F.S. | 0.1%F.S. |
| 角分辨率(開環) | ≤0.05μrad | ≤0.15μrad |
| 角分辨率(閉環) | ≤0.75μrad | ≤1.5μrad |
| 單軸靜電容量 | 3.6μF | 7.2μF |
| 輻照總劑量 | ≥100krad(Si) | ≥100krad(Si) |
| 溫度 |
工作溫度:-25℃~60℃ 存儲溫度:-40℃~80℃ |
工作溫度:-25℃~60℃ 存儲溫度:-40℃~80℃ |
| 使用壽命 | ≥15年 | ≥15年 |
| 失效率 | ≤240Fit | ≤240Fit |
| 沖擊試驗 | 1000g | 1000g |
| 正弦振動試驗 | 20g | 10g |
| 隨機振動試驗 | 20g | 8.46g |
| 加速壽命試驗(試驗后,產品依然工作正常) | 2328h,等效15年 | 2328h,等效15年 |
| 機構質量 | ≤200g | ≤250g |
| 材質 | 鈦合金 | 鈦合金 |
| 機構本體尺寸 | ≤35mm×35mm×37mm | ≤35mm×35mm×55mm |
| 用線 | 航天單芯線+航天6芯線 | 航天單芯線+航天6芯線 |
芯明天S38系列小體積壓電偏轉鏡/快反鏡
S38系列小體積壓電偏轉鏡是θx、θy二維偏轉的壓電快反鏡,配有鏡片安裝帽,體積小巧,易于集成,可與直角轉接集成于籠式結構中。

▲特點
·θx、θy二維偏轉
·偏轉行程可達2.4mrad
·可選配閉環傳感器
技術參數
| 型號 | S38H.T2S29Y | S38H.T4S47Y |
| 偏轉范圍(單級)(0~100V) | ≥2.4mrad | ≥4.6mrad |
| 負載尺寸 | 直徑25mm×5mm | 直徑25mm×5mm |
| 驅動電壓 | 0-100V | 0-100V |
| 驅動控制 | 3路驅動、2路傳感 | 3路驅動、2路傳感 |
| 運動維度 | 二維θx、θy | 二維θx、θy |
| 傳感方式 | SGS | SGS |
| 空載諧振頻率 | >2.0KHz(誤差±5%) | >1.5KHz(誤差±5%) |
| 重復定位精度 | ≤1.5μrad | ≤14μrad |
| 閉環線性度 | 0.4%F.S. | 0.4%F.S. |
| 角分辨率(開環) | ≤0.05μrad | ≤0.15μrad |
| 角分辨率(閉環) | ≤0.75μrad | ≤1.5μrad |
| 單軸靜電容量 | 3.6μF | 7.2μF |
| 輻照總劑量 | ≥100krad(Si) | ≥100krad(Si) |
| 溫度 |
工作溫度:-25℃~60℃ 存儲溫度:-40℃~80℃ |
工作溫度:-25℃~60℃ 存儲溫度:-40℃~80℃ |
| 使用壽命 | ≥15年 | ≥15年 |
| 失效率 | ≤240Fit | ≤240Fit |
| 沖擊試驗 | 1000g | 1000g |
| 正弦振動試驗 | 20g | 20g |
| 隨機振動試驗 | 20g | 20g |
| 加速壽命試驗(試驗后,產品依然工作正常) | 2328h,等效15年 | 2328h,等效15年 |
| 機構質量 | ≤80g | ≤80g |
| 材質 | 鈦合金 | 鈦合金 |
| 機構本體尺寸 | ≤Φ20mm×29mm | ≤Φ20mm×47mm |
| 用線 | 6芯低壓屏蔽線+4芯硅膠屏蔽線(白色軟線) | 6芯低壓屏蔽線+4芯硅膠屏蔽線(白色軟線) |
結語:
在衛星應用不斷拓展、技術持續升級的當下,芯明天科技將始終秉持創新精神,不斷深耕壓電納米技術,以卓越的產品性能和專業的定制服務,深度契合衛星領域的發展需求,為我國乃至全球的衛星事業發展貢獻更多力量,攜手探索更加璀璨的星辰大海。
審核編輯 黃宇
-
衛星
+關注
關注
18文章
1870瀏覽量
70257 -
組網
+關注
關注
1文章
441瀏覽量
23384 -
壓電偏轉鏡
+關注
關注
0文章
27瀏覽量
4465
發布評論請先 登錄
共聚焦顯微鏡、光學顯微鏡與測量顯微鏡的區分
探索DLP230NP/NPSE 0.23 1080P數字微鏡器件的奧秘
探索DLP650TE:0.65英寸4K UHD數字微鏡器件的技術奧秘
探索DLP473TE 0.47英寸4K超高清數字微鏡器件的奧秘
如何選擇合適的顯微鏡(光學顯微鏡/透射電鏡/掃描電子顯微鏡)
芯明天壓電物鏡定位器如何解鎖共聚焦顯微鏡的納米級成像潛能
高精度壓電納米位移臺:AFM顯微鏡的精密導航系統
中國科學院上海微系統所開發出高性能10mm大口徑壓電 MEMS 快反鏡
探索蒼穹奧秘,芯明天壓電偏轉鏡/快反鏡助力衛星新突破
評論