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Ka频段:卫星通信的“高速公路”
日期:2015-9-15 13:00:30 阅读:

9月12日,我国成功将通信技术试验卫星一号送入太空,主要用于开展Ka频段宽带通信技术试验。

  Ka频段即K-above,是指K频段以上,26.5至40GHz的微波频段。航天专家、中国航天科工二院二部研究员杨宇光向科技日报记者介绍,卫星通信使用的频段涵盖L、S、C、X、Ku、K、Ka等。在航天测控方面,国际上大多使用S频段,我国也曾对同步轨道卫星实施过基于C频段的测控。通信卫星要求的带宽较高、信息传输速率较大,因而C、Ku频段成为目前卫星通信领域的主流频段。比如我国从上世纪80年代发射的第一代通信广播卫星开始,用的就是C频段。“Ka能够容许更大的容量,如今通信广播卫星、中继卫星等都在向这个方向发展。我国天链一号中继卫星已经用到Ka频段测控。”他说。

  如果将信息比作乘客,载波比作汽车,频段就像通信两端之间的公路。中国卫通集团有限公司副总工程师沈永言此前向媒体介绍说,频段的范围就相当于公路的宽度,直接影响到信息传输的速度和数量。L、S频段处于低端,传递话音、文字等低速率信息不成问题,但很难满足当今社会多媒体视频等宽带内容的传输需求。C、Ku频段相对较高,传输容量较大。

  C和Ku频段的频率工作范围相对有限,且目前赤道上空有限的地球同步卫星轨位几乎已被各国占满,C和Ku频段的卫星轨位十分紧张,这两个频段内的频率也被大量使用。而Ka频段的频率工作范围要大数倍,有广泛的应用前景。由此看来,如果说C和Ku频段像两条拥堵不堪的小路,Ka频段则如同畅通无阻的高速公路。

  沈永言曾发表文章介绍,Ka宽带卫星通信具有多项特点:相对于C、Ku等传统频段,Ka频段可用频率资源最为丰富,高达3.5GHz,可为卫星通信的宽带化提供可观的拓展空间;频段高的另一个好处是远离一般地面通信系统所在的频率范围,具有天然高抗干扰性能。为了满足日益增长的通信带宽需求,Ka宽带卫星几乎清一色地采用点波束、频率复用来扩展系统传输能力,通常其频率重复利用次数在20次以上,这成为卫星通信容量的主要来源。

  点波束和频率复用技术的综合运用,使得Ka宽带卫星通信的系统容量得到数十倍甚至百倍以上的提高。

  杨宇光表示,Ka频段也有缺陷,由于频率高、波长短,绕过障碍物的能力较差,受云层、降雨、雾霾等天气影响也很明显。但沈永言表示,自动功率控制、自适应编码和调制技术的进步,已使Ka频段的雨衰问题得到有效克服。

  沈永言认为,Ka宽带卫星应用前景广阔。他在文中指出,卫星宽带接入可助力“宽带中国”计划;卫星基站中继不仅商用需求巨大,社会效益也非常可观。同时,Ka宽带卫星通信还能在机载、船载、车载、新闻采集等方面发挥作用,成为我国应急通信发展的新方向。