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PG电子科技发展有限公司宇航通信新突破:抗辐射光收发模块的关键技术与标准研究

更新时间:2025-09-12点击次数:

  在浩瀚的宇宙探索征程中,宇航通信技术始终扮演着至关重要的角色。中国航天标准化与产品保证研究院的季轩等人在《集成电路与嵌入式系统》2025年1期刊登的研究论文《宇航用抗辐射光收发器件的技术特性与标准研究》,为我们揭开了宇航用抗辐射光收发器件的神秘面纱,展现了我国在该领域的前沿探索与创新成果。

  宇航任务,尤其是星载传输,面临着海量高分辨率图像、科学探测数据的传输挑战,同时还要应对通信距离远、电磁干扰强等难题。传统通信方式已难以满足日益增长的数据传输需求。光收发模块凭借其高速、大容量的数据传输能力,以及在宇航环境中远距离稳定通信、抗电磁干扰等优势,成为了星载传输的理想选择。然而,传统商用光收发模块难以适应宇航特殊要求的抗辐照、极限温度、振动冲击等应用环境。因此,研发面向宇航应用的高可靠抗辐照光收发模块,对于推动我国宇航通信技术的发展具有重大意义。

  本文详细介绍了我国自主研发的高可靠抗辐照12路光收发模块,其功能性能、质量可靠性和环境适应性是研究的核心内容。

  该光模块属于混合电路,具备发射、接收、传输、控制等功能。光发射模块采用12路驱动芯片+12路VCSEL激光器的方案,可实现高速多路并行电光转换传输;光接收模块则采用12路接收驱动芯片+12路PD阵列的方案,完成高速多路并行光电转换传输。其信号传输速率可达10.3125 Gb/s,12通道设计极大增加了数据传输容量和并行处理能力,工作温度范围为-50~105℃,平均发射光功率为-3~3 dBm,接收灵敏度-11 dBm@BER小于等于1×10^-12,能够确保信号的高质量传输。

  在空间强辐射环境下,光模块采用专用的抗辐照ASIC控制器进行加固设计,抗总剂量能力达到TID≥100 krad(Si),单粒子闩锁阈值达到SEL≥75 MeV·cm^2/mg,位移损伤试验的辐照剂量不小于5×10^11/cm^2。温度适应性方面,光模块工作温度上限为105℃,下限为-50℃。机械应力适应性上,J型(扁纤)和JYJ型(圆纤)尾纤分别满足不同的尺寸公差和拉伸强度要求,以适应宇航环境中的机械应力考验。

  本文不仅关注产品本身,还深入探讨了标准制定的研究。在产品类别界定与总规范选择上,采用半导体光电模块的通用规范作为标准编制总规范,并参考宇航用半导体集成电路通用规范的部分考核要求。指标体系设计涵盖了电光转换、光电转换、监测、告警、控制等功能,参数指标分为发射/接收光电特性参数、功能参数和电特性参数三类。考核要求设计包括筛选、鉴定检验及质量一致性检验、使用方验收等环节,全面、系统地评估产品的性能和可靠性。

  新型光模块在宇航应用中展现出广阔前景,小型化、集成化和智能化将成为未来研究趋势。本文以宇航用抗辐照12通道光收发模块为例,深入剖析了产品的功能性能、质量可靠性和环境适应性,并结合宇航用户需求,分析了标准设计思路,为后续光模块设计、评价及标准编制提供了可借鉴的范例。pg电子直营站官网