通信衛(wèi)星天線現(xiàn)狀分析及未來前景

鄭欣

（96872部隊 陜西 寶雞 721000）

引言

對于當(dāng)前的衛(wèi)星技術(shù)來說，它主要是由微波的形式存在的，在空間范圍不斷地擴(kuò)大的背景下，在利用的資源越來越多的背景下，這都是影響微波頻率的重要因素，現(xiàn)如今隨著社會的發(fā)展各項技術(shù)都在不斷地完善，通信技術(shù)也應(yīng)該一樣，通信技術(shù)應(yīng)該隨著社會的發(fā)展不斷地進(jìn)行優(yōu)化，這會推動人們生活方式的加快，對社會的促進(jìn)有著促進(jìn)的意義。

1 通信衛(wèi)星的價值體現(xiàn)

隨著我國社會的不斷發(fā)展，在科技技術(shù)方面也取得了一定的成果，通信技術(shù)在我國的應(yīng)用也是越來越廣泛的，而且通信衛(wèi)星技術(shù)在實際的應(yīng)用中還是比較廣泛的，例如在人造衛(wèi)星的應(yīng)用中就將其作為中繼站從而對無線電波進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而就可以使這樣的中繼站之間得以有效的連接，這為通信技術(shù)帶來了很大的便利，而且這類技術(shù)主要是對航天技術(shù)所應(yīng)用的，為我國航天技術(shù)的發(fā)展帶來了巨大的便利，讓航天技術(shù)在真正的實施中很快在兩站之間進(jìn)行通信，這樣能讓我國在航天的探索更先進(jìn)[1]，這一技術(shù)主要在空間上體現(xiàn)出來的特點會更多一些，例如衛(wèi)星移動通信以及固定通信和衛(wèi)星直播廣播等，而且通信衛(wèi)星的覆蓋面是非常廣泛的，并有著非常大的容量，這樣可以充分適應(yīng)各種業(yè)務(wù)的使用，對國家軍事和國際通信等技術(shù)都具有積極的作用。

特別是在當(dāng)今多波束衛(wèi)星上的使用，它在不同的軌道上都會有不同的技術(shù)體現(xiàn)，在高軌道上GEO通信技術(shù)的應(yīng)用會更多一些，在低軌道方面LEO的使用會更廣泛，因此在特定的軌道上他們會有自己的效能，所以在通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展中相關(guān)的科技人員還應(yīng)該加強技術(shù)領(lǐng)域的研究，同時在國家方面也應(yīng)該重視科研成果，加大對人才培養(yǎng)的力度。

2 通信衛(wèi)星發(fā)展的現(xiàn)狀分析

就目前來看，我國的發(fā)展是有著非常長足的進(jìn)步的，這也和我國的發(fā)展目標(biāo)有著重要的作用，在通信衛(wèi)星方面體現(xiàn)的更為明顯，和其他的國家相比，我國在衛(wèi)星方面的技術(shù)是可以在世界上配得上名次的，在通信衛(wèi)星方面現(xiàn)如今在全球已經(jīng)有三十多個，有二百多個衛(wèi)星被發(fā)射到了太空中，正是因為有了這些衛(wèi)星的存在才可以為人們的生活得以便利，人們可以通過這些衛(wèi)星實時獲取位置信息，還能夠因為這些衛(wèi)星的存在使自己的網(wǎng)絡(luò)更加暢通，毫不吝嗇地說現(xiàn)如今衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)是不可缺少的存在，人們現(xiàn)如今的生活已經(jīng)和這些技術(shù)是密不可分的，而且在現(xiàn)如今的軍事方面和國際通信方面對通信衛(wèi)星的技術(shù)要求也是更高的，而且現(xiàn)在的衛(wèi)星技術(shù)是完全可以將其滿足的，也可見現(xiàn)如今我國通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展是非常快的，而且我國在這方面所消耗的人力和物力都是非常大的，主要就是為了給人們帶來更優(yōu)質(zhì)的生活，其次它更是保障了人們的生活安全，要知道現(xiàn)如今國家是否強大的比較不僅僅是軍事上的力量，更是在科技上的成果，就目前看來，我國目前衛(wèi)星通信技術(shù)還是有很大的提升空間的，在GEO通信衛(wèi)星方面所處的軌道是相對較高的，且它在傳輸?shù)耐局兴\行的路徑過長，路徑損耗也是相對比較大的，這在某種程度上還是有很大的提升空間的，因此在技術(shù)方面人們還應(yīng)該不斷地進(jìn)行研究，以達(dá)到節(jié)約不必要的成本需求，在采用SFB技術(shù)方面最常見的是用四塊反射面來實現(xiàn)四色復(fù)用，但是也有個別的衛(wèi)星是通過兩塊反射面來實現(xiàn)四色復(fù)用的，所以在我國的反射面的研究中還是發(fā)展不完善的，處于相對落后的狀態(tài)，因此相關(guān)的研究部門必須要重視這個問題，雖然在SFB的方案中設(shè)計GEO的衛(wèi)星多波束天線可以進(jìn)行收發(fā)復(fù)用，但是這樣的技術(shù)在國外很早以前就已經(jīng)實現(xiàn)了。

除此之外，衛(wèi)星技術(shù)在直播廣播方面的發(fā)展也是非?？斓?，因為這一技術(shù)的發(fā)展，得以給人們帶來更多的應(yīng)用，在國外的這一項技術(shù)的應(yīng)用中，主要是運用這項技術(shù)對移動電視進(jìn)行了發(fā)展，這種單一的發(fā)展模式對技術(shù)的改革是存在著束縛的，在我國就擺脫了這樣的束縛，在各個方面的應(yīng)用都是非常廣泛的現(xiàn)如今社會的發(fā)展是飛快的，在每一項技術(shù)的發(fā)展中都不應(yīng)該滿足現(xiàn)狀，而是應(yīng)該在原有的基礎(chǔ)上不斷地進(jìn)行改革創(chuàng)新。

在通信衛(wèi)星天線技術(shù)中，多波束天線在其中還是非常常見的，反射面天線具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計技術(shù)成熟的特點，通常情況下電大口徑的星載天線是實現(xiàn)多波束天線的最佳方案，反射面通常是由多個喇叭單元組成，在波束形成方式上也可以分為基本型和增長型，在國家上也更傾向于單饋源和多饋源。在LEO通信衛(wèi)星方面由于軌道較低，也能證明我國的航天技術(shù)在不斷地發(fā)展，更能看出我國在航天技術(shù)方面的重視程度，對于LEO通信衛(wèi)星技術(shù)來說是比GEO技術(shù)有優(yōu)勢的，它在空間損耗方面是更小的，且傳輸路徑更短些，因為它是在低軌道上運行，這就節(jié)約了傳輸?shù)某杀荆窃谕ㄐ判l(wèi)星的技術(shù)上來說，低軌道和高軌道之間一定是不可以相互通用的，因此在實際的操作中一定是各自發(fā)揮各自的效能。

3 通信衛(wèi)星天線的發(fā)展趨勢及探究

當(dāng)前隨著各項技術(shù)的不斷升級，這對通信衛(wèi)星天線技術(shù)也有著很大的積極的作用，要知道通信衛(wèi)星技術(shù)的開展是需要其他技術(shù)的大力支持的，通信衛(wèi)星天線的形式有很多種，其中在面天線的形式就有非常多的樣式，通信的頻率也在技術(shù)方面不斷地完善，從以往的厘米波向毫米波甚至是亞毫米波，這是一種非常大的跨越，對未來高精度天線的發(fā)展具有重要的意義，在柔性面天線技術(shù)方面也是多種多樣的，通信衛(wèi)星天線的形式是非常多的，但多是具有針對性的生產(chǎn)，在不同的方面會發(fā)揮不一樣的效能。

現(xiàn)如今在通信衛(wèi)星的固定通信方面也是有了極大的進(jìn)展，例如在如今的高清電視傳輸和因特網(wǎng)接入需求上都是能夠更好地得到滿足，這是從前的技術(shù)不能夠滿足的，要知道在高清電視的傳輸和因特網(wǎng)的需求上對衛(wèi)星方面的要求是非常高的，這也可見現(xiàn)如今的通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展是非常好的，其中我國在無縫覆蓋方面的目標(biāo)是非常明確的[2]，一旦這樣的目標(biāo)得以實現(xiàn)就是可以實現(xiàn)對通信衛(wèi)星和地面建設(shè)的工作得以完善，這對于推動社會的發(fā)展具有重要的意義，這在天基綜合信息網(wǎng)的建設(shè)上也是具有重要的意義的，這也能夠推動各種衛(wèi)星以及載人飛船一體化的建設(shè)，所以通信衛(wèi)星天線技術(shù)的發(fā)展是可以從多方面得到體現(xiàn)的。

在多波束的通信衛(wèi)星天線的技術(shù)中國際上通常是對鉀的需求量是更多的，就目前天線技術(shù)發(fā)展來看，汞的技術(shù)已經(jīng)是非常成熟的了，但在鉀的問題上一直是社會科學(xué)界所關(guān)注的重點話題，亞毫米波段一直是研究的重點內(nèi)容，這在未來也會是一種新型的發(fā)展趨勢，會對我國通信衛(wèi)星技術(shù)具有深遠(yuǎn)影響的意義，隨著波段頻率的進(jìn)一步提高，對透鏡波導(dǎo)陣列的研究也越來越受到社會各界人士的關(guān)注，在反射面天線衛(wèi)星對于鉀頻段的通信衛(wèi)星，其反射面從傳統(tǒng)的單一模式正在向網(wǎng)狀模式開展，現(xiàn)如今甚至有在ARTES5項目框架中實現(xiàn)在固體面與網(wǎng)狀面結(jié)合形成更大型的鉀反射面，一旦這樣的技術(shù)得以實現(xiàn)，將會給我國衛(wèi)星通信的技術(shù)帶來非常大的便利，社會的發(fā)展也會得以加快，在L/S頻段則可以滿足GEO移動天線衛(wèi)星的通信需求，這將給通信技術(shù)的升級帶來非常多的便利，這樣的條件也會給人們的生活帶來很多的方便，星上通常采用超過10m的大型可開展式反射面天線，這對于通大的口徑，中國空間技術(shù)研究院作為最權(quán)威的星載天線研制單位，幾年前也已經(jīng)信衛(wèi)星天線的技術(shù)無疑是更大的進(jìn)展，同時可以使第四代以及后面的天線會有更多這方面的研究，并在這方面已經(jīng)陸續(xù)在最新的移動通信技術(shù)中開展了應(yīng)用。

在相控陣多波束方面隨著單片式微波集成電路技術(shù)的發(fā)展中通常采用固定的功率2放大器和低噪聲功率放大器，這樣的硬件設(shè)施可以給通信衛(wèi)星的技術(shù)帶來有效的支持，同時也可以有效地逐步做到輻射元的水平，這在新社會的發(fā)展下是必然的技術(shù)需求，隨著技術(shù)的發(fā)展，也從物質(zhì)的本身上減小質(zhì)量從而可以達(dá)到更節(jié)約資源的目的，隨著鉀頻段的相控陣天線逐步從無源走向有源，有源器件也在逐步地向小型發(fā)展，這樣在器件發(fā)射到太空中的時候就會減少它自身所存在的重力，避免因為這樣的現(xiàn)象影響技術(shù)的問題，采用平面掃描技術(shù)對未來的通信衛(wèi)星空陣技術(shù)的發(fā)展都可以帶來有效的支持，同時也是非常大的吸引力，就目前國內(nèi)的星載相控陣天線技術(shù)來看最早是在神舟號上搭載L頻段螺旋陣元相控陣天線技術(shù)，這對于鉀頻段的相控矩陣的技術(shù)研究提供了非常大的便利，又伴隨著社會的不斷進(jìn)步，對技術(shù)人才的需求量增多，清華大學(xué)聯(lián)合信威集團(tuán)研制的靈巧通信實驗衛(wèi)星升空標(biāo)志著我國開始向低軌道技術(shù)發(fā)展，這樣的技術(shù)研究在我國也起到了不同的反響。

4 結(jié)束語

通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展還應(yīng)該從多方面將其進(jìn)行優(yōu)化，只有重視發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的有效應(yīng)用，才能夠從實際意義上推動我國在通信衛(wèi)星技術(shù)方面的發(fā)展，現(xiàn)如今更可以將這一技術(shù)看作是多學(xué)科綜合工程，在技術(shù)上還應(yīng)該進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，對實際的發(fā)展起著促進(jìn)的作用。