海事衛(wèi)星天通一號(hào)

關(guān)穎　魏鑫

2016年8月16日，由航天五院西安分院研制的中國(guó)版海事衛(wèi)星“天通一號(hào)”有效載荷正式開(kāi)通，衛(wèi)星功能被“激活”，標(biāo)志著這顆衛(wèi)星開(kāi)始正式為中國(guó)國(guó)土及周邊海域的各類手持和小移動(dòng)終端提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信服務(wù)。西安“智造”又一次閃耀太空。

有效載荷系統(tǒng)

包含幾百路衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器

有效載荷是決定衛(wèi)星能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵系統(tǒng)，在“天通一號(hào)”衛(wèi)星上，有效載荷系統(tǒng)包含了幾百路衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器、形成了幾百個(gè)點(diǎn)波束，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的自主動(dòng)態(tài)分配，系統(tǒng)功能和集成復(fù)雜，新技術(shù)含量大，配套的單機(jī)產(chǎn)品數(shù)量多，僅功能復(fù)雜的微波集成電路模塊就有2000多塊。

針對(duì)如此復(fù)雜的系統(tǒng)，在衛(wèi)星產(chǎn)品研制之初，西安分院率先采用了三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，有效解決了復(fù)雜的系統(tǒng)集成，創(chuàng)新性地采用高密度分組集成的機(jī)電熱一體化設(shè)計(jì)，使一臺(tái)單機(jī)可以實(shí)現(xiàn)過(guò)去多臺(tái)單機(jī)才能實(shí)現(xiàn)的功能，有效提高了衛(wèi)星效能。在研制過(guò)程中，對(duì)原材料、元器件、制造、調(diào)測(cè)試及試驗(yàn)等過(guò)程進(jìn)行了嚴(yán)格的一致性控制，確保了產(chǎn)品性能滿足極其苛刻的一致性要求。

大型可展開(kāi)天線

“控得住，展得開(kāi)。瞄得準(zhǔn)”

要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的移動(dòng)通信，首先要解決的是通信能力和通信容量的問(wèn)題。在通信衛(wèi)星上，只有衛(wèi)星天線越大，地面手持的手機(jī)通信終端的小型化、靈便性、機(jī)動(dòng)性才有保障。大型可展開(kāi)天線作為通信信號(hào)收發(fā)的重要裝置，成為整個(gè)研制任務(wù)的重中之重。

西安分院作為國(guó)內(nèi)最具實(shí)力的星載天線研制單位，承擔(dān)了大天線的研制任務(wù)。星載大型可展開(kāi)天線由于研制技術(shù)跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、試驗(yàn)驗(yàn)證難度大，其研制能力成為國(guó)際航天衡量衛(wèi)星研制能力的重要指標(biāo)之一。

“控得住，展得開(kāi)，瞄得準(zhǔn)”，這是對(duì)星載大型可展開(kāi)天線應(yīng)用的要求。西安分院采用了多項(xiàng)最新技術(shù)，有效提升了大型可展開(kāi)天線的研制水平，通過(guò)大型可展開(kāi)天線可以使衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的大范圍信號(hào)覆蓋。

視頻、語(yǔ)音通話

發(fā)短信、發(fā)微信都能辦到

“天通一號(hào)”衛(wèi)星一方面工作在低頻段，信號(hào)傳輸損耗小、雨衰小，系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能夠有效保證通信質(zhì)量，另一方面采用通信衛(wèi)星頻率復(fù)用技術(shù)和星載大型可展開(kāi)天線，大大地提升了衛(wèi)星接收信號(hào)的靈敏度，也極大地提高了衛(wèi)星通信的容量。

在衛(wèi)星高靈敏度工作的背后，是西安分院成功攻破低無(wú)源互調(diào)（PIM）這一困擾當(dāng)今國(guó)際宇航界技術(shù)難題的結(jié)果。無(wú)源互調(diào)指天線在大功率發(fā)射的同時(shí)，由于接收靈敏度高，發(fā)射產(chǎn)生的雜波會(huì)落入接收通道，形成自身干擾，影響通信能力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使衛(wèi)星接收系統(tǒng)失效。西安分院經(jīng)過(guò)六年艱辛磨礪，采用無(wú)源互調(diào)綜合抑制手段，成功解決了這一難題。

將來(lái)有望實(shí)現(xiàn)

天涯海角無(wú)縫通信

“天通一號(hào)”衛(wèi)星的技術(shù)指標(biāo)與能力水平，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際第三代移動(dòng)通信衛(wèi)星水平，填補(bǔ)了中國(guó)在衛(wèi)星移動(dòng)通信領(lǐng)域的空白，推動(dòng)了衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)掌握了地球同步軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星研制的核心技術(shù)。

隨著“天通一號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射，未來(lái)中國(guó)的移動(dòng)通信模式或許將發(fā)生根本性改變。在不久的將來(lái)，帶上具有衛(wèi)星移動(dòng)通信功能的手機(jī)，我們可以實(shí)現(xiàn)天涯海角的無(wú)縫通信。