9月12日23時42分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭,成功將通信技術(shù)試驗衛(wèi)星一號送入太空。此次發(fā)射的衛(wèi)星是我國通信技術(shù)試驗系列衛(wèi)星的首顆星,主要用于開展Ka頻段寬帶通信技術(shù)試驗。這是長征系列運載火箭的第208次飛行。此次發(fā)射標志著我國正式迎來Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信的嶄新時代。
關(guān)于Ka波段
Ka波段是電磁頻譜的微波波段的一部分,Ka波段的頻率范圍為26.5-
40GHz。Ka代表著K的正上方(K-above),換句話說,該波段直接高于K波段。Ka波段也被稱作30/20 GHz波段,通常用于衛(wèi)星通信。
Ka波段最重要的一個特點就是頻帶較寬,C頻段的一般可用帶寬為500MHz~800MHz;Ku頻段的可用帶寬為500MHz~1000MHz;而Ka頻段的可用帶寬可達到3500MHz。因此,Ka波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)可為高速衛(wèi)星通信、千兆比特級寬帶數(shù)字傳輸、高清晰度電視(HDTV)、衛(wèi)星新聞采集(SNG)、VSAT業(yè)務(wù)、直接到戶(DTH)業(yè)務(wù)及個人衛(wèi)星通信等新業(yè)務(wù)提供一種嶄新的手段。Ka波段的缺點是雨衰較大,對器件和工藝的要求較高。在Ka波段頻率下,用戶終端的天線尺寸主要不是受制于天線增益,而是受制于抑制其它系統(tǒng)干擾的能力。
起伏發(fā)展
20世紀末,隨著全球信息高速公路的發(fā)展,眾多的Ka波段計劃紛紛出臺。l997年美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)對13家公司發(fā)放了Ka波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)許可證。例如,洛克希德·馬丁公司的Astrolink系統(tǒng),計劃用5顆地球靜止軌道衛(wèi)星提供高數(shù)據(jù)速率通信業(yè)務(wù),具有星間鏈路;Teledesic系統(tǒng)則計劃在1375公里的l2個圓軌道面上部署288顆衛(wèi)星;另外就是勞拉公司的Cyberstar系統(tǒng),由3顆衛(wèi)星組成;HCI的Galaxy/Spaceway,由20顆星組成;GE美國公司的GE Star系統(tǒng),由9顆衛(wèi)星組成;晨星公司的Morning Star系統(tǒng),由4顆衛(wèi)星組成;而著名的移動衛(wèi)星“銥 系統(tǒng)的星間鏈路也采用了Ka波段技術(shù)。此外,歐空局、日本、德國、加拿大、韓國等也都推出了自己的Ka波段計劃,如法國的SkyBridge;韓國為2000年奧林匹克運動會和2002年世界杯電視轉(zhuǎn)播而計劃發(fā)射的Koreasat-3(韓星-3)等。
與此同時,數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星也開始大量應用Ka波段。因為太空中不存在雨衰,因此Ka波段是太空傳輸?shù)淖罴堰x擇之一。美國計劃從2000年開始使用的第二代跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星。增加Ka波段星間鏈路和饋電鏈路,其最大反向數(shù)據(jù)率可達650Mbit/s。歐空局的計劃分為兩個部分,一個是“高級中繼和技術(shù)試驗衛(wèi)星(ARTEMIS)”,另一個是數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(DRS),在星間鏈路和饋電鏈路上都使用了Ka波段傳輸技術(shù)。日本發(fā)射了兩顆名為數(shù)據(jù)中繼測試衛(wèi)星(DRTS),其中在星間鏈路和饋電鏈路中使用了Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù),最大反向數(shù)據(jù)率可達300Mbit/s。
然而,因為本世紀初光纜對衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的巨大沖擊,使得Ka波段衛(wèi)星的發(fā)展遇到前所未有的挫折。許多Ka波段項目被無限期地延長。
國際新趨勢
在衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)相當發(fā)達的美國和歐洲,這幾年Ka頻段業(yè)務(wù)的開展也帶來了產(chǎn)業(yè)的革命。美國衛(wèi)訊公司2011年10月發(fā)射的VIASAT-1衛(wèi)星實現(xiàn)了140GBPS的超大容量。按照衛(wèi)星公司自己的說法,這一顆衛(wèi)星的通信能力就超過了北美上空所有其他衛(wèi)星的總和。我們可以從另外一個角度來理解Ka頻段衛(wèi)星通信的成本降低——即使衛(wèi)星本身的成本很高,但是這么多帶寬,用一枚火箭發(fā)射就可以送上天去,把發(fā)射的費用降低了一個數(shù)量級以上。而減少發(fā)射次數(shù),所節(jié)省的并不僅僅是運載火箭本身的費用,還有可觀的保險費用,以及衛(wèi)星在發(fā)射場等待期間所消耗掉的壽命以及需要白白支付的銀行利息。也正是因為如此,美國和歐洲的衛(wèi)星運營商正在積極的轉(zhuǎn)向Ka頻段。甚至于長期經(jīng)營L頻段的國際移動衛(wèi)星組織,也決定在第五代衛(wèi)星上轉(zhuǎn)向Ka頻段。