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kg@n卫星通信新技术.doc


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21世纪通信卫星的开展和新技术
鑫诺卫星通信某某
总工程师 闵长宁
21世纪通信卫星的开展和新技术
摘要:本文概要介绍了目前通信卫星开展的概况和相关技术,包括卫星平台技术和卫星有效载荷技术,尤其是对21世纪通信卫星开展将起到巨大作用的大天线技术、多波束技术、星上处理技术与氙粒子发动机技术等。
主题词 卫星 ,卫星技术
自从1963年发射第一颗“辛康〞(Syn) 通信卫星以来,随着卫星通信、广播业务的不断开展,尤其是信息产业、多媒体、IP网络产业的兴起和突飞猛进的开展,卫星通信业务所涉与的领域和频段不断拓宽,极大地推动了通信卫星技术的开展,通信卫星技术正在兴起一场新的、革命性的突破。卫星通信技术的开展,直接推动了通信卫星产业,包括常规通信卫星、高级移动通信卫星和数字直播卫星的开展,真正实现了在任何时候,任何地点都能方便地交流信息、获得信息、使用信息的目标。并将间接地影响和改变着人们的通信方式、工作方式和生活方式。
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1 通信卫星的开展前景和趋势
1卫星设计将朝着大功率、多频段和长寿命方向开展
综观国外各主要卫星公司的卫星研制、生产状况可以看出:中、高轨道通信卫星正向着大功率、多频段和长寿命方向开展,而低轨道卫星如此向着星座和多频段的方向迈进。目前,各国都已向国际电联登记了大量的Ka频段的卫星资料。日本、美国也已进展了大量的Ka通信转发器的通信试验,并已开始投入使用。除目前常用的C、Ku频段外,Ka频段也将是21世纪头几十年卫星通信的主要频段之一。表1列出了国际上几个卫星研制大公司卫星平台的技术参数。
这种开展趋势的形成,主要是由于:
个人通信和宽带通信的需求与其激烈竞争,对通信卫星提出了更高的要求;
轨道位置和频率资源的日益紧X和弥足宝贵。大容量和长寿命不仅仅获得更大的经济效益,而且使轨道位置和频率资源得到最大利用。
表1  国外主要卫星平台的主要性能
波音公司〔原休斯公司〕
具有HS-376、HS-393、HS-601、HS-601HP和HS-702卫星等系列卫星平台。卫星寿命大于15年以上,卫星的功率和重量分别达15KW和5200Kg; 有效载荷功率和质量分别为9000W和1200 Kg。代表性的卫星如GALAXY-Ⅺ和THURYU卫星。
洛克希德-马丁公司
具有A2100AX系列卫星平台。卫星寿命大于15年以上,卫星的功率和重量分别达3500-13500W和1000-4000Kg; 有效载荷功率和质量分别为8100W和
~1000 Kg。代表性的卫星有ACES亚洲蜂窝卫星和GE系列的卫星。
劳拉公司
具有FS-1300、。FS-1300用于常规通信广播卫星,卫星的功率为5000-15000W; 401S用于低轨小卫星星座或小功率的常规通信广播,卫星的功率为3KW; 用于新一代大容量数据传输卫星,卫星的功率可达到15-20KW。代表性的卫星有GLOBALSTAR和INTELSAT-Ⅳ卫星。
ALCATEL 公司
具有SB-2000,SB-3000和SB-4000系列卫星平台。其中SB-4000分为高、中低三种卫星平台,卫星寿命为15年,卫星的功率和重量分别达10-16KW和4800Kg,有效载荷功率和质量分别为9000W和1000 Kg。代表性的卫星有SKYBRIDGE宽带通信卫星星座系统和ASTRA-1K卫星。
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市场和行业的竞争,使卫星的设计变的越来越复杂,功能是越来越强,对卫星平台的需求日趋苛刻。相反,地面的设备和设施将越来越小,越来越简单。
各种卫星高新技术的出现,如氙粒子发动机、卫星处理器、高能太阳电池和锂粒子蓄电池等技术,极大地提高了推进和电源效率,节省了质量,使这种开展期望变为现实。
2卫星研制的“准生产流水线〞将成为现实
让卫星的制造、生产从作坊式的操作模式进入到现代化的、规模化的“准生产流水线〞生产方式已成为现实。这主要归功于目前卫星的研制已开始实现高度模块化、集成化、系列化的生产方式。
模块化
目前,世界各主要卫星制造公司在研制卫星的过程中,不论是桁架式结构平台,还是中心承力筒结构平台。无一例外地采用了模块化设计的方法。例如,HUGHES公司的HUGHES-702平台的卫星,由于采用模块化设计方法,仅用4颗螺栓和6组电子联接件就可以将有效载荷和卫星平台连接起来。同时,

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