解决空间任务中需要更多数据的问题

文章作者:Maurizio Di Paolo Emilio

航空航天市场仍然是先进的技术领域。即使是简单的连接器，SOC和各种IC也用于一系列任务关键卫星。

技术公司位于格勒诺布尔;它主要经营航空航天和国防零部件的制造。格勒诺布尔排名第5^TH.《福布斯》杂志评选的世界最具创造力城市。Teledyne公司成立于1995年TS8388和TS83101，有各种改进EV12AD550, EV12DD700。后者是一个DAC，工作在所有波段，L, S, C, X, Ku，和Ka。目标应用基于空间系统:SAR雷达成像、高通量卫星、军事、精密实验室仪器和微波电信系统。每个部分在包装和质量方面都有不同的情况。

这些设备是以最小的形状因子创建，并提供用于波束成形的整个RF系统的运行软件重新配置;更好的雷达图像，具有丰富的多频段感应。

24年前，Teledyne推出了世界上第一个ghz级数据转换器，随后又创造了更多的世界第一，Teledyne一直在发展，并继续致力于提供数据转换技术的进一步历史里程碑，如:

Teledyne提供更多的频率支持，可在多个频段同时操作。现在，Teledyne正致力于Ka波段RF域的更多数字化，实现多波段的简化和同时操作(图1）．

图1Teledyne e2v投资组合概述

人造卫星操作员对数据具有贪得无厌的渴望，因此指定具有更高的传感器容量的卫星设计。这导致过量的信息，这些信息产生了在船上执行信号处理的需求。星际项目旨在提高航空航天和国防应用的ADC / DAC性能。

星际H2020项目
星际旨在开发新的高速ADC和DAC解决方案，以保证实现更大的集成，在单卡上有更多的通道，更低的功耗，更高的带宽，和改善的动态性能。星际计划的目标是建造下一代高速数据转换器，以加强太空竞争力。

项目的目标之一是了解地球的健康状况，使用雷达来映射地形和海啸警报。Interstellar H2020必须保证RF信号链的简化和直接转换为KA波段。

在项目中，在合格的阶段开发并成熟了两个新的数据转换器（技术准备水平TRL6）：ADC EV12AQ600和DAC EV12DD700。这些设备有助于RX到TX信号链的创新解决方案，用于卫星电信，地球观察，导航和科学任务。

EV12AQ600是高度熟练和可定制的，适用于超宽带微波回程系统，数据采集系统，和测试和测量应用(图2）．

EV12AQ600是具有交叉点开关（CPS）的前12位GOP类ADC，其允许设备同时，独立地或成对操作其四个核心，并将6.4 GSP的采样率分配给所需数量渠道。这种灵活性允许系统设计人员在现场开发高级系统，并首次使用辐射公差版本使用四通道ADC转换器进行空间应用。除了多通道CPS功能之外，DAC还具有经过验证的链同步功能，以满足增加MIMO（用于相控阵列）和多输入和其他多输出系统的通道数的日益增长的趋势。

EV12AQ600用于夫琅和费多adc同步评估板。这个板已经实现了这个ADC，允许测试的高级同步能力。该板采用Trenz Electronic (TE0809-04)的FPGA模块Xilinx Zynq UltraScale（图3.）．

辐射在空间
带电粒子和伽马射线产生可以改变装置参数的电离。这些变化估计在总电离剂量参数（TID）方面估计。吸收的电离剂量通常在Rad中测量：每克材料的100 ergs的吸收能量。卫星任务的持续时间可以持续数年，以便可以累积大的TID值。

集成电路的制造工艺在过去十年中经历了变化，新组件在暴露于低剂量辐射时增加了对辐射的敏感性。这种效应被称为增强低剂量率敏感性(ELDRS)。地面试验的TID剂量率一般为~ 50 rad/s。这一剂量需要在8小时的轮班中进行初步鉴定测试。

rad-Hard Design决定了从头划痕的电子元件的设计要求，以承受辐射的影响。它可以是最昂贵且耗时的方法之一，但有时是电子元件的唯一解决方案，对于在太空中保护人类的生命或保护重要的轨道任务是必不可少的。

高速数字集成电路在这方面很有趣，因为捕获电荷可以改变MOS晶体管的阈值电压，这是一个直接与电路的消耗和速度相关的关键参数。因此，电流的供应可能会增加，而定时裕度可能会降低。在最坏的情况下，功能可能会由于高泄漏电流而停止。

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Maurizio di Paolo Emilio是物理学博士和电信工程师。