近日，中國首顆超百G容量的Ka頻段高通量衛(wèi)星——中星26號衛(wèi)星成功定點(diǎn)。這顆衛(wèi)星將全面開啟我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)新時代。中星26號衛(wèi)星由航天科技集團(tuán)五院（以下簡稱五院）抓總研制，于今年2月23日成功發(fā)射，該衛(wèi)星是國家空間基礎(chǔ)設(shè)施中高通量衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源的重要組成部分。
▲ 2月23日，長征三號乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射中星26號衛(wèi)星（車元元 攝）
五院中星26號衛(wèi)星總指揮魏強(qiáng)介紹，衛(wèi)星配置94個用戶波束和11個信關(guān)波束，覆蓋了中國全境及周邊區(qū)域，將為固定終端、車載終端、船載終端、機(jī)載終端等提供高速寬帶接入服務(wù)。
衛(wèi)星在軌投入運(yùn)行后，將與中星16號、中星19號組成Ka頻段高通量衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，可為滿足國內(nèi)中資企業(yè)“走出去”互聯(lián)網(wǎng)需求提供有效的通信技術(shù)手段，可廣泛應(yīng)用于機(jī)載、船載、陸地移動工具等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，以及應(yīng)急、專網(wǎng)、電信普遍服務(wù)、泛在物聯(lián)等業(yè)務(wù)，同時可為國家建立“一帶一路”空間信息走廊提供有力支撐。
中星26號衛(wèi)星強(qiáng)在哪？
2017年4月，我國成功發(fā)射了首顆完全自主研發(fā)的Ka頻段高通量衛(wèi)星——中星16號衛(wèi)星，打破了國外全球先進(jìn)衛(wèi)星通信技術(shù)的壟斷，我國高通量衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了零的突破。
中星26號衛(wèi)星的亮相，意味著我國高通量衛(wèi)星發(fā)展向前扎實(shí)地邁進(jìn)了一大步、躍上了新臺階。
五院中星26號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師王鳳春介紹，中星16號衛(wèi)星采用東方紅三號B平臺研制，而中星26號衛(wèi)星采用東方紅四號增強(qiáng)型平臺研制，其承載能力更強(qiáng)。
相比于中星16號衛(wèi)星，中星26號衛(wèi)星能力更強(qiáng)，使用范圍更廣，支持用戶數(shù)量更多，速率更高，可以說實(shí)現(xiàn)了“升級換代”，將為用戶帶來更佳體驗(yàn)。
▲ 衛(wèi)星轉(zhuǎn)運(yùn)（高劍 攝）
同時，中星26號衛(wèi)星也是目前國產(chǎn)化率最高的高通量衛(wèi)星。
與基于東方紅四號增強(qiáng)型研制的其他民商用衛(wèi)星相比，中星26號衛(wèi)星的載荷產(chǎn)品國產(chǎn)化率提高了1倍以上，處于領(lǐng)先地位。
在研制過程中，研制團(tuán)隊(duì)自主創(chuàng)新、集智攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)Ka頻段第四代低噪放、Ka頻段變頻器、低噪放電源以及3種Ka頻段順序式微波開關(guān)等6種產(chǎn)品國產(chǎn)化。
這6種產(chǎn)品性能達(dá)到了國際先進(jìn)水平，已列入五院有效載荷產(chǎn)品型譜，實(shí)現(xiàn)自主可控，全面提升了載荷國產(chǎn)化水平。
“Ka頻段有效載荷是研制的一大難點(diǎn)。以Ka頻段順序式波導(dǎo)開關(guān)為例，設(shè)計(jì)、仿真、工藝實(shí)現(xiàn)，每一步都不容易。產(chǎn)品最后通過鑒定，性能達(dá)到國際領(lǐng)先，那一刻令人難忘。這樣的興奮和感動貫穿于研制過程中解決每個難題的時刻?！蓖貘P春說。
超百G容量高通量衛(wèi)星
是如何煉成的？
要實(shí)現(xiàn)高通量目標(biāo)，星地一體化設(shè)計(jì)至關(guān)重要。衛(wèi)星與地面應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)合設(shè)計(jì)，才能讓整個星地系統(tǒng)性能最優(yōu)。
王鳳春介紹，自項(xiàng)目啟動之時，研制團(tuán)隊(duì)與用戶方聯(lián)合開展設(shè)計(jì)，基于不同區(qū)域的業(yè)務(wù)需求，優(yōu)化衛(wèi)星用戶波束寬度、帶寬分配和信關(guān)站選址等系統(tǒng)指標(biāo)，星地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)營服務(wù)整體性能大幅提升。
中星26號衛(wèi)星國內(nèi)首次全面使用27～30GHz頻段，相比以往通信衛(wèi)星頻率擴(kuò)寬了500MHz。頻率擴(kuò)寬，能讓衛(wèi)星通信能力更強(qiáng)，卻也對接收系統(tǒng)的性能提出了更高要求。
對此，團(tuán)隊(duì)一方面優(yōu)化和迭代載荷頻率計(jì)劃，合理進(jìn)行帶寬分配及頻率復(fù)用，確保載荷獲得最佳載干比、系統(tǒng)性能最優(yōu)；另一方面突破了超寬帶低PIM一體化饋源設(shè)計(jì)、超寬帶低噪聲接收等新技術(shù)，大幅提升載荷性能。
翻開載荷艙示意圖可以看到，在有限的空間內(nèi)，無數(shù)波導(dǎo)和電纜密密麻麻而又整齊有序地安裝排列，幾乎快要占據(jù)全部空間，這一畫面直觀展現(xiàn)出了中星26號衛(wèi)星的布局之精細(xì)、技術(shù)之復(fù)雜。
中星26號衛(wèi)星的載荷單機(jī)、射頻電線和波導(dǎo)數(shù)量眾多，相比基于東方紅四號增強(qiáng)型平臺的大部分其他民商用衛(wèi)星，提升1倍以上，創(chuàng)國內(nèi)新高。
五院中星26號衛(wèi)星總體主任設(shè)計(jì)師徐春生介紹，衛(wèi)星載荷艙的設(shè)計(jì)歷經(jīng)多輪迭代，歷時一年左右。團(tuán)隊(duì)為每一臺產(chǎn)品建立了數(shù)字模型，采用載荷鏈路與布局三維異地聯(lián)動設(shè)計(jì)等方法解決了高密度、多波束復(fù)雜鏈路的布局設(shè)計(jì)難題，為高通量衛(wèi)星的高難度布局設(shè)計(jì)構(gòu)建了技術(shù)基線。
▲ 衛(wèi)星吊裝（高劍 攝）
中星26號衛(wèi)星研制工作始于2019年年底，于2023年年初發(fā)射，研制周期與新冠肺炎疫情時期高度重合。最終團(tuán)隊(duì)圓滿完成任務(wù)，衛(wèi)星指標(biāo)沒有一項(xiàng)超差，全部優(yōu)于或滿足用戶要求。
“3年來與設(shè)計(jì)師一起摸爬滾打，可以自豪地說，中星26號衛(wèi)星研制隊(duì)伍是一支非常優(yōu)秀的隊(duì)伍，秉承航天嚴(yán)慎細(xì)實(shí)的工作作風(fēng)，技術(shù)水平過硬，踐行無私奉獻(xiàn)的精神，克服了新冠疫情對研制工作帶來的較大影響，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星研制與防疫的雙勝利！”王鳳春說。
首張高通量衛(wèi)星應(yīng)用網(wǎng)
將融入各行各業(yè)
中星26號衛(wèi)星發(fā)射后還將與現(xiàn)有的中星16號、中星19號兩顆高通量衛(wèi)星共同組網(wǎng)，為用戶提供高速組網(wǎng)通信服務(wù)以及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)，為國家的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展筑牢基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力。
這張應(yīng)用網(wǎng)組成后，3顆高通量衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)相通，分工各有側(cè)重。這張網(wǎng)在應(yīng)急、航空、航海、能源、林草、交通、地質(zhì)、環(huán)境、電信普遍服務(wù)等行業(yè)均可以提供專業(yè)的場景化服務(wù)。
▲ 合罩（高劍 攝）
在航空和航海領(lǐng)域，飛機(jī)、船舶在安裝部署機(jī)載、船載終端后，可以依托高通量衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時連接，為工作人員及乘客提供安全可靠的通信和互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。
面向林草行業(yè)資源及生態(tài)監(jiān)測、火災(zāi)預(yù)警、應(yīng)急處置等核心業(yè)務(wù)，這張高通量衛(wèi)星應(yīng)用網(wǎng)能夠以大容量衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)為核心，融合導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星技術(shù)，形成常態(tài)化的資源和生態(tài)監(jiān)測能力，為林草等行業(yè)的精細(xì)化管理與協(xié)同應(yīng)用提供支撐。
針對邊遠(yuǎn)地區(qū)地面寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋較弱的問題，高通量衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)以其廣覆蓋、易接入等優(yōu)勢，可以為百姓生活提供廣泛的遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，并在草原、沙漠、山地、海洋等地面通信網(wǎng)絡(luò)無法通達(dá)的地區(qū)為百姓提供隨時隨地、穩(wěn)定可靠的衛(wèi)星寬帶高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。
