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我国首颗超百G容量的Ka频段高通量卫星成功定点

时间:2023年03月09日 信息来源:中国航天科技集团 点击:2316 字体:

近日,中国首颗超百G容量的Ka频段高通量卫星——中星26号卫星成功定点。这颗卫星将全面开启我国卫星互联网服务新时代。中星26号卫星由航天科技集团五院(以下简称五院)抓总研制,于今年2月23日成功发射,该卫星是国家空间基础设施中高通量卫星网络资源的重要组成部分。


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▲ 2月23日,长征三号乙运载火箭成功发射中星26号卫星(车元元 摄)

 

五院中星26号卫星总指挥魏强介绍,卫星配置94个用户波束和11个信关波束,覆盖了中国全境及周边区域,将为固定终端、车载终端、船载终端、机载终端等提供高速宽带接入服务。


卫星在轨投入运行后,将与中星16号、中星19号组成Ka频段高通量卫星应用系统网络,可为满足国内中资企业“走出去”互联网需求提供有效的通信技术手段,可广泛应用于机载、船载、陆地移动工具等互联网服务,以及应急、专网、电信普遍服务、泛在物联等业务,同时可为国家建立“一带一路”空间信息走廊提供有力支撑。

 

中星26号卫星强在哪?


2017年4月,我国成功发射了首颗完全自主研发的Ka频段高通量卫星——中星16号卫星,打破了国外全球先进卫星通信技术的垄断,我国高通量卫星互联网实现了零的突破。


中星26号卫星的亮相,意味着我国高通量卫星发展向前扎实地迈进了一大步、跃上了新台阶。


五院中星26号卫星总设计师王凤春介绍,中星16号卫星采用东方红三号B平台研制,而中星26号卫星采用东方红四号增强型平台研制,其承载能力更强。


相比于中星16号卫星,中星26号卫星能力更强,使用范围更广,支持用户数量更多,速率更高,可以说实现了“升级换代”,将为用户带来更佳体验。


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▲ 卫星转运(高剑 摄)


同时,中星26号卫星也是目前国产化率最高的高通量卫星。


与基于东方红四号增强型研制的其他民商用卫星相比,中星26号卫星的载荷产品国产化率提高了1倍以上,处于领先地位。


在研制过程中,研制团队自主创新、集智攻关,实现Ka频段第四代低噪放、Ka频段变频器、低噪放电源以及3种Ka频段顺序式微波开关等6种产品国产化。


这6种产品性能达到了国际先进水平,已列入五院有效载荷产品型谱,实现自主可控,全面提升了载荷国产化水平。


“Ka频段有效载荷是研制的一大难点。以Ka频段顺序式波导开关为例,设计、仿真、工艺实现,每一步都不容易。产品最后通过鉴定,性能达到国际领先,那一刻令人难忘。这样的兴奋和感动贯穿于研制过程中解决每个难题的时刻。”王凤春说。

 

超百G容量高通量卫星

是如何炼成的?


要实现高通量目标,星地一体化设计至关重要。卫星与地面应用系统联合设计,才能让整个星地系统性能最优。


王凤春介绍,自项目启动之时,研制团队与用户方联合开展设计,基于不同区域的业务需求,优化卫星用户波束宽度、带宽分配和信关站选址等系统指标,星地系统的设计和运营服务整体性能大幅提升。


中星26号卫星国内首次全面使用27~30GHz频段,相比以往通信卫星频率扩宽了500MHz。频率扩宽,能让卫星通信能力更强,却也对接收系统的性能提出了更高要求。


对此,团队一方面优化和迭代载荷频率计划,合理进行带宽分配及频率复用,确保载荷获得最佳载干比、系统性能最优;另一方面突破了超宽带低PIM一体化馈源设计、超宽带低噪声接收等新技术,大幅提升载荷性能。


翻开载荷舱示意图可以看到,在有限的空间内,无数波导和电缆密密麻麻而又整齐有序地安装排列,几乎快要占据全部空间,这一画面直观展现出了中星26号卫星的布局之精细、技术之复杂。


中星26号卫星的载荷单机、射频电线和波导数量众多,相比基于东方红四号增强型平台的大部分其他民商用卫星,提升1倍以上,创国内新高。


五院中星26号卫星总体主任设计师徐春生介绍,卫星载荷舱的设计历经多轮迭代,历时一年左右。团队为每一台产品建立了数字模型,采用载荷链路与布局三维异地联动设计等方法解决了高密度、多波束复杂链路的布局设计难题,为高通量卫星的高难度布局设计构建了技术基线。


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▲ 卫星吊装(高剑 摄)


中星26号卫星研制工作始于2019年年底,于2023年年初发射,研制周期与新冠肺炎疫情时期高度重合。最终团队圆满完成任务,卫星指标没有一项超差,全部优于或满足用户要求。
“3年来与设计师一起摸爬滚打,可以自豪地说,中星26号卫星研制队伍是一支非常优秀的队伍,秉承航天严慎细实的工作作风,技术水平过硬,践行无私奉献的精神,克服了新冠疫情对研制工作带来的较大影响,实现了卫星研制与防疫的双胜利!”王凤春说。

 

首张高通量卫星应用网

将融入各行各业


中星26号卫星发射后还将与现有的中星16号、中星19号两颗高通量卫星共同组网,为用户提供高速组网通信服务以及卫星互联网接入等服务,为国家的数字经济发展筑牢基础网络能力。


这张应用网组成后,3颗高通量卫星宽带互联网业务相通,分工各有侧重。这张网在应急、航空、航海、能源、林草、交通、地质、环境、电信普遍服务等行业均可以提供专业的场景化服务。


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▲ 合罩(高剑 摄)


在航空和航海领域,飞机、船舶在安装部署机载、船载终端后,可以依托高通量卫星网络与地面通信网络实时连接,为工作人员及乘客提供安全可靠的通信和互联网接入服务。


面向林草行业资源及生态监测、火灾预警、应急处置等核心业务,这张高通量卫星应用网能够以大容量卫星通信网络为核心,融合导航、遥感卫星技术,形成常态化的资源和生态监测能力,为林草等行业的精细化管理与协同应用提供支撑。


针对边远地区地面宽带网络覆盖较弱的问题,高通量卫星网络以其广覆盖、易接入等优势,可以为百姓生活提供广泛的远程教育、远程医疗服务,并在草原、沙漠、山地、海洋等地面通信网络无法通达的地区为百姓提供随时随地、稳定可靠的卫星宽带高速互联网接入服务。



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