2026 年 7 月 10 日,长征十号乙运载火箭顺利完成全球首次海上网系精准回收试验,开创火箭柔性轻量化回收全新范式。该技术跳出传统着陆腿硬着陆技术路线,遵循“简化箭上机械、强化测控能力”的设计思路,通过箭‑船协同网捕机制完成一子级安全回收,有效降低航天发射与重复使用成本。这套柔性回收体系能够实现稳定、高精度捕获,航天级射频无源器件提供的全链路信号保障至关重要,也是该新型回收方案区别于传统路线的关键。
传统着陆腿回收依靠重型机械结构保障回收精度与整机稳定性,存在结构重量大、运维成本高、适用场景有限等短板。新型网系回收不再设置着陆防护机构,全部捕获动作建立在动态导航、实时通信、高精度定位闭环之上,对射频链路的稳定性、抗干扰能力与信号传输精度提出更高要求。高性能射频无源器件的可靠支撑,成为新一代火箭柔性回收技术工程落地的必要前提。
注:黑障属于等离子鞘套电磁屏蔽效应,无法通过滤波器直接消除;系统采用多频段分集接收架构,结合惯性导航完成黑障时段数据无缝接续,在通信窗口内保障定位与飞行数据输出,支撑火箭高精度入网。
一、箭载射频系统:无源器件筑牢火箭再入全程作业根基
火箭一子级高速再入过程,需要经受高低温骤变、强振动冲击、空间电磁杂波及等离子鞘套引发的信号衰减等极端工况,易出现信号劣化、定位偏移,严重时造成链路中断。箭上姿态监测、位置回传、指令接收等核心飞行任务均由射频系统承担,各类无源器件协同工作,保障全飞行周期射频链路稳定运行。
- 环形器、隔离器
器件配置于箭上遥测、测控发射机前端,承担发射链路功率防护功能。再入阶段天线工作条件剧烈改变,阻抗与驻波动态波动,容易产生反向反射功率,存在功放烧毁风险。环形器与隔离器实现射频信号单向传输,隔离并吸收反向反射能量,维持链路工作状态,保证信号持续输出。同时适配脉冲体制外弹道测量终端,支撑遥测、测距、安控多业务融合,保障飞行状态监测与远程指令可靠接收。
- 射频滤波器
火箭发动机杂散辐射、空间电磁干扰会耦合进入导航、测控接收通路,恶化接收信噪比。高性能带通、低通滤波器抑制带外干扰,净化北斗 / GPS 组合导航与遥测测控接收信号。等离子鞘套带来的黑障为电磁屏蔽现象,滤波器不能破除黑障;器件负责保障各工作频段信号纯净,黑障静默期依靠惯性导航接续数据,在可通信窗口输出可靠定位与遥测数据,为火箭高精度入网提供信号基础。
- 功分器、耦合器、电桥
火箭配备多组分集天线,削弱姿态变化带来的天线信号盲区。功分器、耦合器、3dB 电桥完成射频信号均衡分配、功率采样与信号合成,支撑多天线协同组网,准确采集箭体姿态、速度、位置等关键参数,保障遥测数据稳定下传,为箭‑船协同解算提供高质量原始数据。
- 衰减器、匹配负载
飞行过程天线端口阻抗动态变化,会诱发端口反射扰动系统状态。箭载宇航级固定衰减器用于调整通路信号电平,防止接收通道信号过载;匹配负载对闲置端口做吸收端接,抑制无用端口反射,改善整机射频传输特性,降低驻波扰动,提升复杂工况下系统稳定性。
二、船载测控系统:无源器件支撑箭‑船动态高精度协同
本次网系回收采用箭‑船双向协同闭环控制,依靠船载测控雷达与高速伺服网系完成动态柔性捕获,突破传统定点着陆约束。海上风浪、船体摇摆、海面电磁多径反射会直接降低探测精度,对雷达跟踪、测距与双向通信的稳定性、实时性要求严苛,射频无源器件是船载测控实现精准工作的重要硬件保障。
船载大功率测控雷达搭载波导环形器、波导滤波器、耦合器等器件,实现收发通路高效分离,适配远距离大功率探测场景,抑制海面多径杂波,稳定提取火箭回波信号。系统基于实测数据实时解算箭‑船相对位置,驱动回收网动态调姿,补偿风浪造成的船体位置偏移,达成 “箭动网随” 的柔性捕获效果。
三、航天回收场景下无源器件的严苛技术标准
可复用火箭工作工况极端恶劣,普通商用射频器件无法满足长期高可靠任务。面向网系回收的射频无源器件需要满足航天级技术规范,兼顾环境适应性、力学性能与电气指标:
- 宽温域适配:耐受‑55℃~+125℃宽温范围,覆盖高空低温、再入高温等极端环境,电气性能无明显劣化。
- 强力学可靠性:具备高抗振动、抗冲击能力,承受发射、再入全流程力学载荷,规避器件失效、链路中断故障。
- 低插损、高隔离:插入损耗低,端口隔离度≥40 dB,抑制收发通道串扰,减少信号损耗,实现高纯净信号传输。
- 小型化、支持复用:结构紧凑轻量化,匹配箭体减重需求;器件性能一致性高,可支持火箭多次起降复用,适配商业航天运营要求。
四、技术价值与行业展望
对比传统机械主导的回收方案,新型火箭柔性回收的核心变革,是由 “机械结构兜底” 转向 “射频测控主导”。回收系统的精度、稳定性与安全性不再单纯依赖厚重机械结构,而是建立在高可靠射频测控链路之上,这也是射频无源器件在新一代航天回收体系中不可替代的根本原因。
完整的柔性回收链路中,箭载无源器件保障飞行测控可靠,船载无源器件保障动态协同精度。环形器、隔离器、滤波器、功分器等基础射频组件,构成整套网捕回收方案的信号硬件底座。未来,这套高可靠射频解决方案,将拓展应用至更多可复用航天装备,持续推动商业航天向轻量化、高精度、低成本方向迭代。