全球最大射电天文望远镜阵列首台中频天线日，中国参与研制的国际大科学工程平方公里阵列射电望远镜项目（以下简称SKA项目）中频天线结构进入建设阶段后的首台天线，在中国电科网络通信研究院测试现场正式吊装。

  这是SKA进入建设阶段以来建成的首台天线，标志着中国在SKA核心设备研发中发挥引领和主导作用，在国际大科学工程中成功提供“天线解决方案”。

  “中国电科网络通信研究院作为SKA天线结构工作包联盟的牵头单位，联合团队内部来自南非、意大利等国的科研及工业机构，将共同完成SKA天线结构工作包天线的建设任务。”中国电科网络通信研究院总监马英昌介绍说。

  国际大科学工程平方公里阵列射电望远镜（Square Kilometre Array，SKA）始于上世纪九十年代初，是人类有史以来在建的最大综合孔径射电望远镜，是多国合作、共同出资的国际大科学工程。全球约20个国家上百个大学和科研机构的天文学家和工程师参与项目研发。它之所以命名，是因为组成阵列的射电望远镜总接收面积达一平方公里，相当于140个足球场大。

  SKA的台址位于澳大利亚、南非及非洲南部8国,在约3000公里的广袤荒野中，将建设约3000面天线，组成一平方公里之大的“地球巨眼”，它静伏于地球表面，观测宇宙深处最神秘的声音。SKA天文台宣传外联部主任William Garnier介绍说，SKA作为人类史上建造规模最大的射电望远镜，建成后将成为地球上最大、最先进的科学设施，比目前最大的射电望远镜阵列灵敏度提高50倍，巡天速度提高10000倍。

  SKA将为人类认识宇宙提供重要机遇，开启人类探测宇宙的新纪元。它寄予着人类了解宇宙和生命奥秘的使命，将致力于揭示全球各国和人类共同关心的一些基本问题，如将探测宇宙、星系的起源和演化，寻找更多的星系，探寻孕育生命的新摇篮、搜索外星生命等，它还将致力于揭示和回答关于“基本力”问题。中国电科首席科学家郑元鹏介绍。

  除了得天独厚的站址条件外，SKA中频天线更是集多种关键技术于一身，是科学技术人员的“匠心之作”。

  “SKA天线在天线效率与波束变形、指向精度、电磁屏蔽与电磁兼容等天线核心关键指标上，提出了极高的要求，带给设计与研发的挑战是前所未有的。SKA中频天线结构项目总设计师杜彪说，“为满足高电磁兼容性和高指向精度的世界性技术难题，我们对伺服控制管理系统设计、动态仿真、标校、调试、测试方法和测试验证等一系列关键技术开展攻关，完成了高电磁兼容性伺服控制管理系统的设计、加工和集成工作。”

  据介绍，SKA中频天线的伺服控制管理系统需要满足比国军标低约80dB要求的电磁兼容指标，才能实现其高灵敏度观测。同时，采用全数字高精度伺服驱动控制设计及高精度座架和天线结构的保型设计，实现了千分之三度的高指向精度。当接收到观测指令时，分布在上千公里范围的几千面天线将精确地同步对准同一观测目标，并持续同步跟踪观测，实现最大的接收效率。

  “针对批量化建设、沙漠环境安装集成以及使用维护的特点，为便于运输与组装，我们对天线反射体、座架、方位俯仰机构和轴承进行了模块化设计，各模块就像一块块积木部件一样易于拆装。驱动器、电机、减速机等结构被设计为现场可更换单元，在现场随时可换，无需返场维护更便利设备维护。”SKA中频天线结构项目负责人王大为说。

  “天线主反射体采用了高精度空间网架结构和三角形铝合金面板，这样更易于实现高精度，也便于维护和快速安装。”SKA中频天线结构项目设计师杨晋蓉说。整个天线块不同曲率的铝合金三角形面板组成的六边形空间网架结构。这66块面板的曲率各不相同，所以要制造66个专用的模具。为了能够更好的保证精度要求，团队需要在成形时让面板与模具尽量贴合，经过3个多月的艰难攻关，他们最终摸索出了一种有效的成型工艺，极大优化了面板结构和成形工艺参数，以此来实现了大面板的精密成形。“我们的面板精度达到了0.03—0.1毫米，面形精度优于一百微米，还不及两根头发丝的厚度，这代表了国内面板设计与制造的顶配水平”。SKA中频天线结构项目设计师杨晋蓉说。

  中频天线的背架采取的是空间网架结构，它的特点是易于拆装，而且整体重量较轻。背架采用螺栓球与拉杆螺连的方式安装，一面天线余根拉杆，更考究的是，这100余个螺栓球，上面的螺孔数量不完全一样，最多可达12个，而且每个螺栓球上的各个螺孔角度都是唯一的。也就是说，每个螺栓球在15米×18米×3米的网架中的位置是唯一的，每个螺孔装哪根拉杆也是唯一的。

  如此精密的位置要求，有哪怕一颗小米粒大小的误差，也会装不上去。为快速、精确完成安装与拆卸，工艺师们经过几十次试验，构建了4个计算模型，反复研究装配流程，历经两个多月才完全掌握最佳安装的步骤。SKA中频天线结构项目工艺师王建永介绍说，“那一段时间，脑子里全是螺栓球和螺杆，整天都琢磨，连做梦都想着。”

  作为首倡国之一，中国几乎见证了SKA发展的全部重要时刻,SKAO宣传外联主任WILLIAM Garnier（威廉•加尼尔）在吊装仪式上表示：“这是对54所（中国电科网络通信研究院）在复杂无线电系统方面的专业相关知识的认可，也是对他们在望远镜设计阶段所做的伟大工作的认可，是你们与其他几个国家的合作伙伴通力合作，代表天线联盟出色地完成了设计。”