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中国通信试验卫星首星升空 将开展超宽频段试验

2015-09-14 08:58
kumsing
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  9月12日23时42分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将通信技术试验卫星一号送入太空。

  9月12日23时42分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将通信技术试验卫星一号送入太空。此次发射的卫星是中国通信技术试验系列卫星的首颗星,主要用于开展Ka频段宽带通信技术试验。

  卫星通信使用到的频段涵盖L、S、C、Ku、Ka等频段。目前地球赤道上空有限的地球同步卫星轨位几乎已被各国占满,C和Ku频段的卫星轨位十分紧张,这两个频段内的频率也被大量使用,且C和Ku频段的频率工作范围相对有限。而Ka频段的频率工作范围要大数倍,在现代军事和民用通信上都有广泛的应用前景。

  本次执行发射任务的长征三号乙运载火箭是由中国运载火箭技术研究院抓总研制的。这是中国长征系列运载火箭的第208次发射。

  中国航天报2014年9月17日曾报道过Ka频段高通量通信卫星的研发情况。

  中国卫通集团有限公司副总工程师沈永言在接受该报采访时介绍,卫星通信使用到的频段目前涵盖L、S、C、Ku、Ka等频段。这些频段就类似架设在太空与地球之间的多条行车道,信息通过叠加在某一频段内的载波上进行传送,从而实现端到端的通信。这其中,信息就相当于乘客,载波就相当于汽车或渡船。

  沈永言说,频段的范围就相当于公路的宽度,直接影响到信息传输的速度和数量。他介绍,不同的频段有不同的特点。一般来说,频段越低,电波进入雨层中引起的衰减越小,绕射能力越强,对终端天线的方向性要求也低,它较适合用于移动通信环境,但缺点是带宽较小。而频段越高,情况正好相反。人们早期使用的L、S频段就处于低端,传递话音、文字等低速率信息不成问题,但很难满足当今社会多媒体视频等宽带内容的传输需求。而C、Ku频段相对较高,它们传输容量较大,是目前卫星通信领域的主流频段。

  为什么世界各国都在争相开发应用Ka频段卫星通信?

  据中国航天科技集团公司科技委顾问、中国工程院院士张履谦介绍,一是C和Ku频段的卫星轨位十分紧张,地球赤道上空有限的地球同步卫星轨位几乎已被各国占满;这两个频段内的频率也被大量使用,迫使人们寻找、开发更高频段来满足新的通信需求。

  二是Ka频段卫星通信优势明显:其一,Ka频段工作范围远超C频段和Ku频段,可以利用的频带更宽,更能适应高清视频等应用的传输需要;其二,由于频率高,卫星天线增益可以做得较大,用户终端天线可以做得更小更轻,这有利于灵活移动和使用;其三,运用多波束技术和相控阵技术,可以让卫星上的天线灵活地改变指向,以满足对多点通信和星上交换的应用需要。

  Ka频段宽带卫星通信容量到底有多大?沈永言打了个比方:C和Ku频段的频率工作范围相对有限,只能行驶30个座位的大巴,而Ka频段的频率工作范围要大数倍,可以跑100个座位的大巴。此外,多点波束和频率复用技术的运用相当于将单层大巴车改装成了多层巴士,这使得卫星通信容量得以数十倍甚至百倍以上的增加。

  基于此,越来越多的国家把研究重心放在了Ka频段宽带卫星通信的开发运用上。国外对于Ka频段宽带卫星通信研究早在上世纪八九十年代就已开始。

  2005年,美国WildBlue通信公司发射了世界上第一颗全Ka频段宽带通信卫星并开始试点应用。统计资料显示,目前全球在轨的全Ka频段宽带通信卫星有20余颗,2016年全球Ka频段商用通信卫星将达50颗左右。

  Ka频段宽带卫星也不是完美无缺,最大的劣势是用户终端和使用费用偏高,这就需要获得国家层面的支持。

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