[發明專利]元器件在軌飛行評價驗證方法

在審

• 申請號: 202010220887.0
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111337779A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 劉偉鑫;樓建設;王佳;汪波;廉鵬飛;孔澤斌;祝偉明;王昆黍;宣明
• 申請（專利權）人: 上海精密計量測試研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

本發明的元器件在軌飛行評價驗證方法包括：1)確定被驗證元器件在軌飛行評價驗證階段的工作狀態；2)確定被驗證元器件在軌飛行評價驗證所需測試的功能及參數；3)研制開發在軌測試系統；4)對在軌測試系統進行地面標定試驗；5)組裝被驗證元器件與在軌測試系統，并隨航天器一起發射入軌；在軌期間，被驗證元器件按步驟1)確定的工作狀態運行，在軌測試系統在太空中對被驗證元器件的功能及參數進行測試，該功能及參數即是步驟2)確定的所需測試和監測的功能及參數；6)在軌測試數據下傳；7)開展被驗證元器件在軌測試數據的分析和判讀。

技術領域

本發明屬于宇航用電子元器件質量可靠性保證技術領域，具體涉及一種元器件在軌飛行評價驗證方法。

背景技術

微電子是現代信息產業和信息社會的基礎，是改造和提升傳統產業的核心技術，涉及計算機、家用電器、數碼電子、自動化、電氣、通信、交通、醫療、航空航天等各個領域。微電子產業發展程度是一個國家科技發展水平的關鍵指標之一，是事關國家國民經濟、國防建設、人民生活和信息安全的基礎性、戰略性產業。

航天電子信息系統的復雜化和技術的快速更新換代，微電子及其產品將在建設新型航天工業體系中扮演重要的角色，通常是一代電路、一代性能、一代裝備，可以說沒有微電子技術的發展就沒有新型航天型號。航天技術的快速發展對高性能元器件提出了需要更大容量存儲器、更高速更精確模數和數模轉換器、更多資源更高速度更小功耗處理器等要求。

由于基礎工業水平的差距，目前我國微電子研發和生產水平與歐美發達國家相比仍然存在較大差距，雖然一些國產元器件在鑒定檢驗、篩選驗收階段均合格，但在使用環節仍然出現問題，設計師對國產元器件的可靠性、適應性仍存有擔心，導致大部分航天裝備上典型關鍵單機的核心元器件仍然是進口產品，國產元器件缺乏應用機會，研制水平、生產規模和應用能力發展緩慢。由于需求牽引與技術推動結合不緊密、元器件研制進度與型號研制進度不匹配、國產元器件質量一致性差且缺少必要的應用驗證，型號難以獨自承擔因選用新研的國產元器件帶來的工作量增加、質量問題頻發、研制進度拖期、研制成本上漲等風險和責任，致使國產元器件工程化應用難度大，國產元器件工程推廣應用效果不明顯。

評價驗證是對國產元器件在上天應用前開展的一系列試驗、評估和綜合評價工作，以確定元器件研制的成熟度和宇航工程應用的適用度。為加速國產元器件在航天型號上的成熟應用、降低大規模使用新研元器件的風險，尤其是一些復雜、核心元器件的上天應用，需要開展全面的評價驗證工作。通過開展宇航用元器件的評價驗證工作，實現用研結合，從元器件層面、單機層面、系統層面全方位多角度評價考核國產元器件的可靠性，找到國產元器件的薄弱環節和缺陷，協助元器件研制單位改進提升，提高設計師應用國產元器件的水平，促進我國高端微電子產業和航天產業發展。

在軌飛行評價驗證是以在軌實際飛行為手段考核元器件是否滿足使用要求的驗證方式，是元器件評價驗證的重要組成部分。尤其是對于一些采用新材料、新技術、新工藝的新型復雜國產元器件，更加需要開展在軌飛行評價驗證工作。

另一方面，隨著航天產業市場化時代的到來，近年來伴隨國家大力推動軍民融合以及“互聯網+航天”的產業升級變革，在全球新一輪工業革命的大背景下，中國在商業衛星方面取得了進展。COTS器件技術先進、性能優越，其性能一般優于宇航級器件1～2代，同時具有更快的發展速度、成本低、封裝尺寸小、采購周期短、可獲得性高等特點。選擇COTS器件對于商業衛星和微小衛星可以在一定程度上降低研制成本。從長遠意義來看，COTS器件的高可靠應用也是NASA實踐“好、快、省”原則所長期推崇的重要舉措，亦為大勢所趨。但COTS器件的設計和制造時面向易于進行設備維修和替換并在良好可控環境下使用的民用領域，并非針對嚴酷工作環境的軍用特別是航天航空高可靠應用領域，COTS器件直接應用于空間不可避免會遇到許多問題并存在諸多風險。在高性能COTS器件正式應用于空間系統前，可以通過在軌飛行評價驗證全面識別其空間應用的風險，得到其在電、熱、力、EMC、粒子輻射等環境下的可承受的極限值、失效模式、薄弱環節等，合理評價空間應用的可靠性及適應性，有效指導設計師使用高性能COTS器件設計商業衛星，達到“事半功倍”的效果。