【应用】温度可变衰减器Thermopad®助力火星探测器创新连接，准确补偿-65~+150°C的温度波动

时间： 2022-03-11 来源：Smiths Interconnect

技术问答

从信号量到电报，通信的进步一直是新领土的成功探索和定居的基础和推动力。这对人类探索火星最新前沿的努力来说无比真实。通过其连续的火星着陆器和漫游者任务，美国宇航局提出了迄今为止最具挑战性的连接性问题。其中最重要的是：如何应对这颗红色星球的极端环境。2012年“好奇”号火星任务为自己制定了收集大量研究数据并将其传回地球的计划。为此，决定使用约400兆赫兹的超高频(UHF)频段来实现其长距离传播特性。然而，即使是UHF系统也可能容易受到不利大气条件的影响。这是一个较为关键的问题，火星容易发生猛烈的沙尘暴，其表面压力为101.3kPa，仅为地球的0.6%，其表面温度从-63°C (-81°F) 到14°C (57°F) 不等，也可以达到-143°C (-225°F)的最低温度和 35°C (95°F)的最高温度。如果不加以缓解，这些极端温度会导致通信系统性能出现显着变化，无论是在信号范围还是质量方面。从长远来看，系统的可靠性也会显着恶化。

图1 下一代前沿火星车

除这些挑战外，解决方案还需要重量轻、体积小，在任务期间尽量减少航天器的宝贵能量消耗。然而，用于补偿极端温度对信号失真影响的传统解决方案需要太多的有源元件。它们占用了过多的电路板空间和电源，并且仍然遭受不可接受的信号失真水平，因此我们需要新的思维。

Smiths Interconnect以其专利的温度可变衰减器(TVA)解决方案Thermopad^®给出了答案。这种突破性的TVA技术可以有效且准确地补偿从-65°C到+150°C的温度波动，使其即使在极端大气条件下也能保持一致的信号强度。其尺寸大小仅为2mm²，表面贴装的Thermopad TVA可用于代替自动增益控制电路，在单芯片设计中结合电平设置/缓冲和温度补偿。这减少了元件数量，提高了可靠性并降低了成本。而且，由于它是无源的，并不需要电源，比替代的“有源”解决方案具有更长的使用寿命，是火星的理想选择。

图2 Thermopad^®解决方案

Smiths的Thermopad已被证明是NASA好奇号漫游车通信系统的关键组成部分。自2012年登陆火星以来，它确保了向地球传输的有关火星气候和地质的大量数据的完整性，使得科学家能够大幅推进对地球宜居性的评估。这项任务非常成功，使得好奇号为期两年的任务已无限期延长，其设计现在正作为火星2020漫游者的基础为其提供服务。然而，Smiths 并没有固步自封，现在开发了下一代Thermopad 系列：K2TVA。其用于K波段频率范围内提供更准确和更高水平的温度补偿，这是NASA未来选择的频谱。它目前正在评估用于未来的太空任务。

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型号- HC SERIES,K2TVA,AURORA,MWC,KU SERIES,AURORA SERIES,MWC SERIES,QT SERIES

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AN7 Thermopad® Series ATTENUATOR TEMPERATURE VARIABLE CHIP 200 MILLIWATTS

型号- AN7-2NXF,AN7-3NXF,AN7 SERIES,AN7-4NXF,AN7-XNXF,AN7-6NXF,AN7,AN7-5NXF,AN7□N□F

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型号- TS05 SERIES,AN11 系列,TS03 SERIES,SMT SERIES,TS02 SERIES,TS04 SERIES,TS06 SERIES,K3SB125MS0P1230,TS07 SERIES,KX1FCD01C1TBH,31-XXXX,J20J系列,HPCA SERIES,CMD,K3SC055FSOP14301,HPW系列,K2B110FMD,KSD22-VFD04H0TAH,KFA SERIES,QFA SERIES,HPH 系列,WTVA 系列,MHD系列,TRPX-XX,HDLP系列,32 SERIES,KX2HCP01C1TAH,K3SA110MS0P1230,NEBULA系列,MTVA 系列,KX1FCS01C1TBH,KSD22-RFD08H0TAH,808-1U0S71DC,83 SERIES,WTVA,KA系列,K3SCO55MS1P1230,KSD22-SMT00H1TAH,K3SA11OFS0P14301,AN3 系列,SATA NEBULA SERIES,33 SERIES,TRM X-XX,K3SB125FS0P14301,32-XXXX,TVA 系列,KX1HEP01C1TBH,KX1HCP01C1TBH,KVPX系列,J30J系列,81-XXXX-TC,KX2FCU01C1TAH,C9394系列,ETVA 系列,PC104+系列,K3SB125FROP1430,K3SC055FR0P1430,KVPX,ELARA系列,CT SERIES,850-1004040C,HPW 系列,HPH系列,82-XXXX,81 SERIES,MDD系列,AN3,AN5,CPCI系列,AN5 系列,AN7,KX1FED01C1TBH,K2B095FMD,AURORA系列,C9394,MTVA,MDP系列,TS11 SERIES,KFT系列,K3SC055MS0P1230,K2B110FFD,81-XXXX,KX1FES01C1TBH,K2B095FFD,850-1003708C,82-XXXX-TE,82-XXXX-TC,TS07,82 SERIES,TS06,TS05,TS03,MHD MDD系列,AN7 系列,TS09 SERIES,TS09,K3SA110MS1P1230,J63A系列,K3SA110FROP1430,CMD系列,KTVA,KTVA 系列,31 SERIES,J29A系列,TVA

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