MDA Corp.（MDA，加拿大不列顛哥倫比亞省溫哥華市）專門研究商業太空情報和通信應用，從太空機器人技術到先進的監視和情報解決方案。MDA的衛星產品包括多種設計，涵蓋了廣泛的單波束和多波束天線系統，并服務于包括商業，太空和軍事領域在內的各種市場。 MDA天線支持的應用包括寬帶多媒體，固定服務，移動通信，遙感任務，遙測和導航。 MDA位于魁北克的Sainte-Anne-de-Bellevue，負責為公司的各種衛星設計設計復合材料密集型衛星天線子系統。

 

MDA Sainte-Anne-de-Bellevue的復合材料制造工程師Steven Payette表示，要構建包括反光板本身和各種其他復合零件的子系統，該公司使用“積木式”方法。

 

MDA的Sainte-Anne-de-Bellevue工廠的工作主要集中在工程和設計上。 MDA為每個天線設計3D模型，設計零件并設計工具。大多數復合材料零件是與行業合作伙伴STELIA North America（加拿大魁北克省米拉貝爾）合作生產的，該公司為衛星制造復合材料零件。 然后將零件由凱夫拉爾纖維或鋁蜂窩狀芯與碳纖維預浸料制成，然后放入內部，MDA在其中進行室溫粘合，以將無數復合結構組裝在一起，然后進行精確修整，嚴格對齊，添加 金屬緊固件或配件，并進行一系列測試以確保飛行準備就緒。

 

 

構建塊方法。衛星零件（例如該反射器碟形支撐結構）是從一塊扁平的夾層建筑板材切割而成的，該板材由芯材制成，位于兩個碳纖維之間。來源 | MDA

“因此，我們可以從STELIA獲得的是一個平板，上面切出了許多奇怪的形狀，”Payette解釋說（見上圖）。“STELIA將對層壓板進行加工，然后將型芯留在原處，我們將切成碎片-就像飛機模型一樣，所有零件都放在塑料架上，您必須將它們切掉。”

 

排氣芯。 蜂窩芯的每個單元必須通風，以形成空氣在真空中逸出的通道。來源| MDA

根據Payette的說法，是從這些平板上切下來的零件，用于組裝反射塔的塔架，底座和襯板結構等結構。零件的位置和形狀決定著性能。MDA設計了超大尺寸的零件，然后執行定制的干裝配和精密加工，以獲得每個獨特天線結構的終形狀所需的精確位置。

 

精密裝配。MDA設計了超大尺寸的零件，然后執行定制的干裝配和精密加工，以獲得每個獨特天線結構的終形狀所需的精確位置。來源|MDA

Payette說：“這個比例大約相當于每個人在地板上要花3個工程師。” “每次獲得新產品時，都有電氣工程或物理學背景的人都會進行RF設計并經歷“這些東西的形狀需要是什么？”然后，您需要一位機械設計師來經歷， “從包裝的角度來看，這是如何工作的，以使其進入航天器并進入航天器公共汽車？”接下來，結構工程師問道，“在發射過程中生存并在運行中生存必須具有什么樣的外觀？”有人問道。 熱工學的背景說：“在150?C或-150?C的情況下會是什么樣？”一直到后，您遇到的人說：“好吧，我們如何將所有這些放在一起？ '”

 

精密度是MDA每部分流程的關鍵部分。 由于零件終將在真空中工作，因此蜂窩會被排氣，因此每個孔都將與下一個孔相連，并且當零件發射到太空時，不會有空氣滯留在零件中。 “我們必須在核心的每個單元之間打孔，” Payette說。 “否則，[真空]只會剝皮。”

 

盡管許多組件都是從上述復合面板切割出的標準化形狀開始的，但每個天線子系統都是獨一無二的。 “我們的工作有趣之處在于數量很少。 我們或多或少是我們所做的一切之一，” Payette說。 “每個組件的獨特之處在于反光杯本身。”

 

反光碟。 必須為每個地球同步衛星天線設計獨特的工具，以便創建針對特定地理位置所需的輪廓。

 

MDA提供天線的許多衛星都放置在地球同步軌道上。 地球同步衛星位于相對于地球的同一位置，并服務于特定區域。 盡管將光滑的反射器用于可操縱的衛星天線，但在地球同步衛星反射器天線的表面設計了輪廓，以根據目標地理位置集中或分散射頻（RF）波。 在目標區域內的特定區域，可以使用多個盤子歸零。

 

Payette說：“通過將這些形狀設計到反射鏡中，我們可以增加或去除不同區域的功率。” “每個反射鏡必須獨特，并且每次執行任務時形狀都會改變。”

 

MDA設計反射杯模具。 模具是由PCM Innovation（加拿大魁北克）制造的，然后被送到STELIA制造。反射盤的模具必須精確。MDA的產品尺寸公差小，因為終形狀會影響衛星的電氣性能。 模具是通過以下兩種方法之一制成的：它們是由整體式石墨塊加工而成的，或者是使用預浸料坯或浸漬有環氧樹脂的干纖維鋪設的。“可以想象，我們是模具供應商的愛客戶，因為我們一直都需要新模具，” Payette說。 “不同于航空航天公司從同一模具中取出數百個零件，我們通常只將每個模具用于一個零件。”

 

“我們專門使用復合材料是因為它們的尺寸非常穩定。”

 

除了工具外，所使用的材料還在每個反射鏡精確定位特定位置的能力中發揮了重要作用。 用于制造反射鏡和支撐結構的材料必須在很寬的溫度范圍內非常穩定。 根據Payette的說法，衛星的溫度可能在175?C至-175?C之間。

 

他說：“我們之所以專門使用復合材料，是因為它們的尺寸非常穩定。” “我們需要固定的東西。”

 

東麗先進復合材料公司（美國加利福尼亞州摩根希爾）是MDA零件的主要碳纖維預浸料供應商。 衛星上不太關鍵的結構是由碳纖維/環氧樹脂預浸料制成的。 更關鍵的結構（包括反射盤）使用碳纖維/氰酸酯樹脂預浸料。

 

測試是MDA在Sainte-Anne-de-Bellevue工廠進行的工作的又一重要部分。 每個產品都經過熱/冷溫度循環的熱測試，以模擬衛星在太空中將經歷的極端溫度波動。 還執行機械測試，包括振動和聲學測試。 大多數測試是在內部進行的。 MDA擁有高達13 x 13英尺的熱真空室，該公司有兩個用于振動測試的振動臺。

 

MDA設計的每個產品都有大量的定制工作。該公司近建立并發射了RADARSAT星座任務（RCM），該計劃由三顆相同的合成孔徑雷達（C波段）地球觀測衛星組成，旨在為加拿大北部的遙感設計，并且還通過加拿大航天局和NASA為國際空間站創建了零件（ISS）。對于MDA的某些項目，會提前創建用于測試的原型，但是Payette指出，即使那樣，所有飛行產品都必須經過積極的測試。