实践二十号再辟“太空试验田”

12月27日晚，实践二十号卫星成功发射。这颗卫星是我国推动航天新技术和新平台发展再上新台阶的又一块重要“试验田”。

在这块航天高科技的“试验田”里，五院西安分院培育了代表我国高通量卫星未来发展方向的Q/V载荷，“种植”了能够实现星间、星地更大容量卫星通信的“激光终端”，还栽培了能够实现通信资源灵活分配的“宽带柔性转发器”。

　“普通公路到高速公路”，Q/V载荷让高通量卫星更高效多能

何为超高通量卫星，以高速公路为例，如果将现有的传统通信卫星比作是普通公路的话，高通量卫星就是高速公路，那么能够实现通信容量在1Tbps以上的超高通量卫星则是现有高速公路通行能力50倍以上的高速公路。使用Q/V载荷的高通量卫星以及超高通量卫星将可以大大地提高在偏远地方实现宽带互联网的能力，并且更为高效、成本更低。

高通量卫星的应用主要是通过地面段关口站来实现。卫星地面段关口站就是宽带互联网的控制中枢。它通过光缆与互联网连接，然后再与卫星建立通信链路，身处飞机、舰船以及偏远地区的用户通过高通量卫星这个“信号中转站”享受宽带互联网服务。

实践二十号卫星副总设计师周颖表示，采用传统技术的卫星，一个地面关口站的容量最多能够达到10Gbps，而实践二十号卫星通过Q/V载荷则能达到40Gbps容量，相当于建设了传统卫星四个地面关口站，而每个关口站仅建设成本是非常高的。

“普通列车到高铁”，从微波通信到激光通信的跨越

如果说Q/V载荷是实现卫星高通量通信的“新星”，那么西安分院研制的激光终端则可以称为“大牛”。

相比传统的微波传输，光宽带在传输过程中几乎不受带宽的限制，就可以实现大容量的卫星通信和数据传输，并且具备速率高、保密性强等优势。但是由于国内激光技术研究基础薄弱，对于实现激光通信过程中的调制解调等相关技术认识不到，导致激光通信成为一块技术“凹地”。西安分院在研制过程中，先后解决了激光通信过程中光学集成及捕获跟踪等难题，成功实现了激光终端的在轨应用。

作为卫星通信和卫星数据传输领域的“网红级”产品，激光终端现在是倍受青睐，一些国家重大工程项目都瞄准了激光终端的应用潜力和应用价值，纷纷抛出了橄榄枝。未来，随着激光终端研制技术的成熟，小型化和批量化研制将成为其主流。

“平均分配到按需分配”，柔性转发器将更合理配置资源

由五院西安分院为实践二十号卫星所研制的宽带柔性转发器在国际上也属难度较大的载荷产品，代表着一个国家星载数字透明处理的最高水平。卫星通过宽带柔性转发可以将频率资源进行详细划分，并且通过在轨网络管理实现多用户的灵活使用，提升星上通信资源的使用效率，效果“杠杠的”。

在轨使用时，宽带柔性转发器通过在轨网络管理自动分配链路，在用户使用结束之后，将链路分配给其他需要使用的用户。就好比地面手机通信基站信号通路的灵活分配一样，如果有1万个用户，由于手机用户不可能同时在线使用，那么有1千条线路就基本可以满足所有用户的使用。而传统的卫星转发方式，只能实现固定用户固定通道的信号传输。

试验田，还种了些啥？

除了Q/V载荷、激光终端、柔性转发器以外，在实践二十号卫星这块“试验田”上，西安分院为该卫星研制的高精度应答机将对卫星的测控精度由以前的几十米提高到厘米级，实现了对卫星测控质的飞跃。

为了实现卫星的复杂功能，西安分院在卫星舱板上安装了三重叠的三副天线，三副天线在收拢后共用一个安装面，不仅缩短了反射器尺寸，加大焦距，还节省空间。

同时，实践二十号卫星的灵活载荷还采用了跳波束技术，可实现不同波束的容量在一定的时间范围内灵活分配，进一步提升星上容量使用效率。实践二十号卫星还将对复材波导，太赫兹技术，双管放大器，电磁低冲击锁紧释放装置，栅格反射器等专项技术进行在轨验证。 本报记者 柴迎

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