陸衛星通訊關鍵技術工程化突破加速 建置天地一張網

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大陸央視25日報導，近年來，大陸正加速部署衛星互聯網，透過在地球低軌道部署上萬顆通訊衛星，建構覆蓋全球的高速寬頻網路，可廣泛應用於偏遠地區寬頻存取、海洋與航空通訊、急救災等多元場景。


大陸央視報導，手機透過頭頂上方400多公里外的衛星訪問互聯網，這也是大陸第一個低軌寬頻通訊的試驗星座。高畫質影片可以流暢播放，需要說明的是，這是一個由八顆衛星構成的試驗星座，只有在每顆衛星過境幾分鐘的時間窗口才可以連接到網路。而大陸正在建造的是一個由萬顆衛星以上構成的巨型衛星互聯網星座，能夠持續穩定進行網路覆蓋。

網路通訊衛星要解決的第一件事，是如何讓地面使用者連接到衛星。在一家衛星公司的生產廠房，即將交付的星載微波天線正在做覆蓋範圍和訊號強度的測試。一塊金色面板，就是決定衛星能否同時服務大量地面用戶核心載重之一——相控陣天線。

銀河航太相控陣設計師薛瑞豪稱：不用靠傳統的機械轉動，可以透過電訊號、透過指令，讓它瞬間對微波波束進行改變。你可以把它理解成一種同時打出8束光束的舞台燈，打向地球8個不同的區域位置。

低軌衛星繞地球一圈一般不到2小時，過頂時間極短，傳統機械天線既跟不上、也盯不準用戶。而平板的相控陣天線完全取消機械組件，靈活度高、掃描時間快，更符合衛星網路的場景需求。

北京郵電大學信通學院副教授孫耀華說：低軌衛星相對地面是高速運動，運動速度可達1秒鐘7.8公里。相控陣天線的波束切換可以達到毫秒級，切得非常快。以後低軌衛星一顆可能至少3到4副相控陣天線。

要把相控陣天線做得更大，還要能適配火箭整流罩，並且在強輻射和變溫條件下更穩定可靠，這些對工程設計提出更高要求。

訊號送上衛星後，下一個問題就是萬顆衛星在軌道上怎麼彼此互聯，完成這項任務的是一束比頭髮絲還細的雷射。

今年4月，大陸首次實現「星間雷射＋星地微波」多模態融合接續傳輸，也就是數據由地面發射，經衛星之間的雷射鏈路轉發後，再返回地面實現循環。

相控陣天線和星間雷射設備都已經批量上天，而整條訊號鏈路還有最後一段正在研發升級當中——那就是衛星到地面信關站的傳輸通道。在自適應光學全國重點實驗室，研究人員正在一台光學平台上調試一束雷射——他們正在攻關自適應光學矯正技術，讓雷射穿過大氣湍流之後還能夠準確照射到衛星上。

就在前不久，團隊在雲南成功完成一次試驗，對4萬多公里外的同步軌道衛星，實現上下行雙向雷射通信，鏈路穩定超過3小時。