中国航天科技集团八院电子所作为载人航天研制队伍中的重要成员，承担了神舟十四号载人飞船测控与通信系统产品的研制工作，覆盖了空空通信、应答机、遥控遥测、图像、话音、天线、数传等专业领域共计32台套产品，负责完成载人飞船自主飞行和交会对接阶段的独立测轨、遥测、遥控、图像话音及数据传输等任务，是天地通信、不同飞行器之间通信任务的重要组成部分。

组批投产，高质量高效率

根据载人航天工程实施规划，中国航天科技集团八院电子所测控通信产品研制任务呈爆发式增长，然而研制周期需从原来的两年压缩至六个月，这对产品化设计能力及科研生产管理模式提出了巨大挑战。

最大包络通用化设计。为加快产品研制进度，降低产品研制成本，确保产品百分百可靠，中国航天科技集团八院电子所测控通信产品项目团队在技术负责人吴庆学的带领下，积极参与总体的方案论证，根据神舟十二号到神舟十五号状态一致的任务特点，仔细梳理型号产品的需求，按需求最大包络开展设计。“只有采取最大包络通用化设计思路开展设计，才能在这么短时间内又快速又准确地完成产品研制，为后续组批投产提供技术保障。”从事载人航天领域产品研制工作近十五年的吴庆学坚定地说道。根据最大包络设计思路，中国航天科技集团八院电子所设计师在充分继承神舟十一号产品设计的基础上，把电路设计成“标准的、通用的”模块，采用通用电路、印制板及结构，后续每艘船可根据任务新要求进行适应性修改。如中国航天科技集团八院电子所应答机研制团队针对100V和28V两种供电接口，选用了电源器件封装兼容、印制板通用的设计，只需根据不同供电电压，选择相应的电源转换器即可，极大提升了研制效率。同时通过在组批投产阶段多次验证考核通用化产品，确保百分百可靠。

组批投产势在必行。“要在这么短的时间内完成研制任务，组批投产势在必行，必须转变科研生产管理思路！”中国航天科技集团八院电子所项目管理团队在项目经理林川的带领下，组成了项目经理、计划经理和产品经理“三人组”，对神舟十二号到神舟十五号组批投产任务开展全周期计划管控，同设计、同备料、同投产、同调试、同试验，合理制定计划，责任到人，节点到时。针对组批投产过程中的技术风险，由中国航天科技集团八院电子所计划经理组织研究室设计师团队和专家各个击破；针对投产过程中“老大难”的生产资源冲突风险，由产品经理每天在生产现场紧盯生产各个环节，记录生产问题，协调各部门当日问题当日毕。“接到任务时，我们都感到手足无措，那几天嘴上都起了好几个泡。”刚加入该型号管理团队的中国航天科技集团八院电子所计划经理朱凯回忆起那段时光仍记忆犹新，“航天就是一个一个大家庭，有困难大家一起上。” 项目管理团队就像一个陀螺，每天在生产现场、调试现场和设计师实验现场打转，只为确保每一台产品高质量高效率完成。

瘦身减重，小身材大智慧

在载人飞船测控与通信产品家族里，最重要的两位成员当属应答机和空空通信机了。应答机用于传输飞船和地面之间的遥测、遥控、话音及测轨数据；空空通信机建立与空间站核心舱之间双向通信链路，主要传输图像、话音及定位数据等。根据空间站工程任务需求，神舟十二号到神舟十五号飞船所使用的应答机及空空通信机增加了数据下行链路带宽，但需具有更轻的重量、更小的体积和更高的可靠性。在应答机产品初步方案设计时，中国航天科技集团八院电子所产品技术负责人金骏，采用最新的射频微波集成电路技术，将原来的分立元器件升级为集成器件。“这样不但减少了元器件的数量，还减小了产品的体积和重量，当前应答机的体积和重量，仅仅是神舟十一应答机的一半。”金骏说道。“减肥”效果如此明显，一时让研制团队欢欣鼓舞。

起初方案设计和生产似乎顺风顺水，然而产品电性能测试结果如同一盆冷水，浇灭了所有人心中的欢喜。测试发现，这台产品的电磁兼容性指标有所恶化，不能满足飞船的使用要求，“瘦身”的结果可能伴随着“伤身”。经过分析，其原因在于产品的体积减小之后，辐射杂波在狭小的空间里相互“串门”，干扰了电路的正常特性。为了给产品“疗伤”，中国航天科技集团八院电子所研制团队从元器件重新选型和切断干扰路径两个方向下手。产品中最大的干扰源是分频器，为了兼顾性能和电磁兼容，研制团队选择了多款不同规格的分频器，经过仿真分析最终定型。同时严控传输信号的印制板线和导线安全间距，避免不同的信号互相“串门”。最终，电磁兼容问题得到了完美的解决，应答机“瘦身”取得了真正的成功。

空空通信机的“瘦身”优化设计方案，采用了硬件功能软件化的思路，不同需求选择不同软件配置项。针对不同的工作模式，中频信号处理模块采用硬件通用化设计和软件无线电技术实现对中频信号的信息提取和基带处理功能，最终空空通信机重量减少1/3，体积减小1/2，同时产品研发时间更短、产品调试效率更高。

“技能”升级，增模式强功能

在载人飞船产品家族里，还有两位重要成员就是遥测遥控产品和话音处理设备。中国航天科技集团八院电子所遥测遥控产品主要包括遥控解调器、遥测中控采编单元等。

作为载人飞船的关键单机，遥测遥控产品一直是默默无闻的老大哥，它们不像图像、话音类单机与航天员亲密接触，但却在整个飞船发射返回任务中扮演着重要角色。中国航天科技集团八院电子所遥控产品主任设计师季彦芳表示，“为了进一步提升产品的可靠性和兼容性，遥控设备在原产品的设计基础上，通过驱动芯片改型、飞行器识别码自适应配置等设计手段，以适应空间站工程多船在轨协同工作的匹配性，同时通过密码方案设计改进，大大提高了飞行器的设计安全性。”遥测设备是载人飞船健康状态的“晴雨表”，是显示飞船状态的关键设备。它给地面飞控人员提供了飞船各阶段的状态，以保证飞船稳定可靠运行。神舟十二号到神舟十五号飞船的遥测设备，与神舟十一号相比，通过方案和技术改进，在原有传输遥测数据的基础上，增加了话音数据的同步传输，同时具备话音数据的冗余备份，为天地通话保驾护航。“如果将话音数据比做货物的话，遥测设备就是运输这些货物的卡车。”中国航天科技集团八院电子所遥测设备副主任设计师黄艳军说到。“只有卡车性能稳定才能保证货物安全顺利地到达终点”。

而话音处理设备作为飞船的“顺风耳”，是航天员天地通话、器间通话的必需设备，可提供航天员在发射、在轨、返回等环节实时语音通信的保障。神舟十二号至神舟十五号载人飞船的话音处理设备实现了多项“技能升级”。中国航天科技集团八院电子所话音产品技术负责人黄建青介绍道：“与神舟十一号相比，在原有的天地话音链路的基础上，增加了全新的用于交会对接的空空话音链路通道，可以实现载人飞船与空间站对接前的高质量双向通话，为航天员们在空间站这个太空家园中的生活和工作提供了便携式通话服务，航天员可以不用来回在各个舱之间穿梭就可以进行信息传递。”与天地链路相比，空空链路存在带宽限制，为了保证通话质量，中国航天科技集团八院电子所话音处理团队开展了多项方案论证和技术攻关工作，对话音编码算法进行了多次模拟和仿真，经过对编码模式的改进，“最终实现在空空话音链路的编码速率降低的情况下，通话质量依然清晰。”黄建青兴奋的心情溢于言表，“同时，为了提高天地通话的可靠性，神舟十二号至神舟十五号飞船的话音处理设备增加了一路话音数据下行链路并通过USB应答机下传，通过增加冗余备份通道，确保了话音天地长链路传输的可靠性。另一方面，与兄弟单位一起研制的加解密模块中的密码算法也全新升级，使天地加密通话更具安全性。”

每一次产品的更新换代，都是对航天设计师们的一次提升，如何保质保量地完成任务，确保成功一直是航天人矢志不渝的追求。

此时的神舟十四号飞船和三位航天员正奔向我们的“太空港”空间站，中国航天科技集团八院电子所的测控通信产品将为航天员们持续半年的太空任务保驾护航。

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