kg@n卫星通信新技术prs.docx
《kg@n卫星通信新技术prs.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《kg@n卫星通信新技术prs.docx(18页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、21世纪通信卫星的发展和新技术21世纪纪通信卫卫星的发发展和新新技术鑫诺卫星星通信有有限公司司总工程师师闵长长宁21世纪纪通信卫卫星的发发展和新新技术摘要:本本文概要要介绍了了目前通通信卫星星发展的的概况和和相关技技术,包包括卫星星平台技技术和卫卫星有效效载荷技技术,尤尤其是对对21世世纪通信信卫星发发展将起起到巨大大作用的的大天线线技术、多多波束技技术、星星上处理理技术及及氙粒子子发动机机技术等等。主题词卫星,卫星星技术自从19963年年发射第第一颗“辛康”(Syyncoom) 通信卫卫星以来来,随着着卫星通通信、广广播业务务的不断断发展,尤尤其是信信息产业业、多媒媒体、IIP网络络产业的的
2、兴起和和突飞猛猛进的发发展,卫卫星通信信业务所所涉及的的领域和和频段不不断拓宽宽,极大大地推动动了通信信卫星技技术的发发展,通通信卫星星技术正正在兴起起一场新新的、革革命性的的突破。卫卫星通信信技术的的发展,直直接推动动了通信信卫星产产业,包包括常规规通信卫卫星、高高级移动动通信卫卫星和数数字直播播卫星的的发展,真真正实现现了在任任何时候候,任何何地点都都能方便便地交流流信息、获获得信息息、使用用信息的的目标。并并将间接接地影响响和改变变着人们们的通信信方式、工工作方式式和生活活方式。1 通信信卫星的的发展前前景和趋趋势1. 1卫星设设计将朝朝着大功功率、多多频段和和长寿命命方向发发展综观国外
3、外各主要要卫星公公司的卫卫星研制制、生产产状况可可以看出出:中、高高轨道通通信卫星星正向着着大功率率、多频频段和长长寿命方方向发展展,而低低轨道卫卫星则向向着星座座和多频频段的方方向迈进进。目前前,各国国都已向向国际电电联登记记了大量量的Kaa频段的的卫星资资料。日日本、美美国也已已进行了了大量的的Ka通信转转发器的的通信试试验,并并已开始始投入使使用。除除目前常常用的CC、Kuu频段外外,Kaa频段也也将是221世纪纪头几十十年卫星星通信的的主要频频段之一一。表11列出了了国际上上几个卫卫星研制制大公司司卫星平平台的技技术参数数。这种发展展趋势的的形成,主主要是由由于:1) 个人通信信和宽带
4、带通信的的需求及及其激烈烈竞争,对对通信卫卫星提出出了更高高的要求求;2) 轨道位置置和频率率资源的的日益紧紧张和弥弥足宝贵贵。大容容量和长长寿命不不仅仅获获得更大大的经济济效益,而而且使轨轨道位置置和频率率资源得得到最大大利用。表1国外主主要卫星星平台的的主要性性能波音公司司(原休休斯公司司)具有HSS-3776、HHS-3393、HHS-6601、HHS-6601HHP和HHS-7702卫卫星等系系列卫星星平台。卫卫星寿命命大于115年以以上,卫卫星的功功率和重重量分别别达155KW和和52000Kgg; 有效效载荷功功率和质质量分别别为90000WW和12200 Kg。代表表性的卫卫星如
5、GGALAAXY-和THHURYYU卫星星。洛克希德德-马丁丁公司具有A221000AX系系列卫星星平台。卫卫星寿命命大于115年以以上,卫卫星的功功率和重重量分别别达35500-135000W和和10000-440000Kg; 有效效载荷功功率和质质量分别别为81000W和10000 Kgg。代表表性的卫卫星有AACESS亚洲蜂蜂窝卫星星和GEE系列的的卫星。劳拉公司司具有FSS-13300、4401SS和200.20TMM三种系系列卫星星平台。FFS-113000用于常常规通信信广播卫卫星,卫卫星的功功率为550000-1550000W; 4401SS用于低低轨小卫卫星星座座或小功功率的常
6、常规通信信广播,卫卫星的功功率为33KW; 20.20T 用于于新一代代大容量量数据传传输卫星星,卫星星的功率率可达到到15-20KWW。代表表性的卫卫星有GGLOBBALSSTARR和INNTELLSATT-卫星。ALCAATELL 公司司具有SBB-20000,SSB-330000和SBB-40000系系列卫星星平台。其其中SBB-40000分分为高、中中低三种种卫星平平台,卫卫星寿命命为155年,卫卫星的功功率和重重量分别别达100-166KW和和48000Kgg,有效效载荷功功率和质质量分别别为90000WW和10000 Kg。代表表性的卫卫星有SSKYBBRIDDGE宽宽带通信信卫星
7、星星座系统统和ASSTRAA-1KK卫星。3) 市场和行行业的竞竞争,使使卫星的的设计变变的越来来越复杂杂,功能能是越来来越强,对对卫星平平台的需需求日趋趋苛刻。相相反,地地面的设设备和设设施将越越来越小小,越来来越简单单。4) 各种卫星星高新技技术的出出现,如如氙粒子子发动机机、卫星星处理器器、高能能太阳电电池和锂锂粒子蓄蓄电池等等技术,极极大地提提高了推推进和电电源效率率,节省省了质量量,使这这种发展展期望变变为现实实。1. 2卫星研研制的“准生产产流水线线”将成为为现实让卫星的的制造、生生产从作作坊式的的操作模模式进入入到现代代化的、规规模化的的“准生产产流水线线”生产方方式已成成为现实
8、实。这主主要归功功于目前前卫星的的研制已已开始实实现高度度模块化化、集成成化、系系列化的的生产方方式。1) 模块化目前,世世界各主主要卫星星制造公公司在研研制卫星星的过程程中,不不论是桁桁架式结结构平台台,还是是中心承承力筒结结构平台台。无一一例外地地采用了了模块化化设计的的方法。例例如,HHUGHHES公公司的HHUGHHES-7022平台的的卫星,由由于采用用模块化化设计方方法,仅仅用4颗颗螺栓和和6组电电子联接接件就可可以将有有效载荷荷和卫星星平台连连接起来来。同时时,变串串行生产产为并行行生产,大大大提高高了卫星星研制的的进度,这这是卫星星由作坊坊式研制制、生产产向现代代化、规规模化的
9、的生产的的最重要要途径之之一。2)集成成化集成化设设计是卫卫星实现现平台系系列化,卫卫星轻型型化的重重要途径径之一。如如A21100AAX卫星星平台代代替以往往的GEE系列卫卫星平台台,卫星星平台和和有效载载荷舱的的核心结结构都是是由铝蜂蜂窝型石石墨环氧氧树肢夹夹层平面面板构成成,以替替代以往往通常采采用的铝铝质圆芯芯复合材材料。这这种简单单的符合合材料不不仅容易易制造,具具有同样样的强度度和钢度度,更节节省400%的质质量。A21000平台台与早期期的70000系系列平台台相比,结结构部件件数量大大大减少少。如贮贮箱的设设计可根根据有效效载荷的的需要,仅仅仅改变变贮箱的的长度而而已,以以此来
10、适适应各种种不同卫卫星平台台的变化化。大大大提高了了卫星的的单位通通信能力力比,大大大降低低了卫星星的费用用。同时,为为满足卫卫星重量量和星上上处理器器等方面面的要求求,卫星星轻型材材料和超超大规模模集成技技术在卫卫星上的的应用,尤尤其是应应用型专专用集成成电路(AASICC)在卫卫星有效效载荷中中的应用用,对于于节省卫卫星的质质量,提提高卫星星的功能能和应用用前景,将将起到重重要作用用。3) 系列化卫星平台台的系列列化是缩缩短研制制周期,使使卫星制制造实现现产业化化、规模模化的重重要途径径。不论论是美国国的HUUGHEES、LLORAAL/SSS、LLOCKKHEEED-MMARTTIN公公
11、司,还还是法国国的ALLCATTEL公公司,每每个公司司都完全全实现了了卫星平平台的系系列化,以以满足不不同用户户、不同同业务的的需求,或或不同功功能的业业务需求求。目前,作作为常规规通信卫卫星、广广播卫星星或是数数据跟踪踪中继卫卫星,550000瓦1000000瓦的卫卫星平台台基本可可满足其其业务要要求。对对于支持持个人通通信的通通信卫星星和支持持宽带通通信业务务的固定定或移动动通信卫卫星,1100000瓦1150000瓦的的卫星平平台基本本可满足足要求。1. 3宽带卫卫星通信信系统的的出现和和应用除目前常常用的常常规通信信广播卫卫星(含含DTHH业务)、直直播卫星星(DBBS)以以及正在在
12、兴起的的移动卫卫星星座座系统业业务之外外,一些些新的宽宽带卫星星通信系系统也应应运而生生。这些些卫星系系统包括括SPAACEWWAY系系统、AASTRROLIINK系系统、SSKYBBRIDDGE 系统以以及VIIRGOO星座系系统和TTELEEDESSIC星星座系统统。这些些卫星系系统业务务传输采采用的频频段不仅仅有移动动卫星系系统的SS、L频频段,目目前更趋趋向使用用与静止止同步轨轨道通信信卫星相相同的KKu和Ka频段,如如SKYYBRIIDGEE、ASSTROOLINNK和SSPACCEWAAY系统统。从技技术的角角度分析析,上述述系统均均是可行行的,只只要市场场定位准准确,操操作得当当
13、,这些些系统在在未来的的卫星通通信中,将将占有重重要的位位置。2卫星通通信新技技术 在目前前的通信信卫星中中,已开开始采用用许多代代表当今今世界通通信卫星星最先进进的技术术,如氙氙粒子发发动机技技术、高高能太阳阳电池技技术、大大天线和和多点波波束技术术以及卫卫星星上上处理器器技术等等等。这这些技术术代表了了21世世纪通信信卫星技技术的发发展方向向, 这些些技术的的发展、移移植和全全面的利利用,将将对未来来的通信信卫星和和卫星通通信发生生深刻的的影响。2.1氙氙粒子发发动机技技术氙粒子发发动机的的出现,可可以称得得上是卫卫星研制制历史上上一次革革命性的的突破。氙粒子发发动机的的作用主主要用于于卫
14、星的的轨道位位置保持持和机动动控制。目目前,卫卫星采用用的几种种不同的的发动机机比冲的的性能如如下:双组元发发动机(BBIPRROPEELLEENT)285秒弧度噴汽汽发动机机(ARRCJEET)5500秒稳态等粒粒子发动动机(SSTATTTONNARYY PLLASMMA)15000秒氙粒子发发动机(XXENOON IION PROOPULLTIOON)25厘米米,160mNN氙粒子子发动机机 38800秒秒,(功功耗45500WW)20-330厘米米,255mN氙粒粒子发动动机 29900秒秒,(功功耗6220W)由上可看看出:氙氙粒子发发动机的的比冲是是双组元元发动机机的122倍。比比冲
15、是推推进效能能的衡量量指标,对对于相同同的卫星星来说,采采用氙粒粒子发动动机只需需比双组组元推进进系统少少得多的的燃料即即可完成成卫星的的姿、轨轨控。通通常,一一颗卫星星的氙粒粒子发动动机是由由4个氙氙气罐(22:2备备份)和和2个功功率处理理器组成成,来完完成卫星星的轨道道位置保保持。每每个氙粒粒子发动动机每年年仅消耗耗2.5 KKg燃料,每每年卫星星轨道保保持仅消消耗5 Kg燃料。对对于一颗颗15年年寿命的的卫星,采采用氙粒粒子发动动机将节节省900%的推推进剂质质量,约约2800Kg350 Kg。由此此,可大大大节省省卫星的的发射价价格,或或可用于于增加更更多的卫卫星转发发器,或或用来延
16、延长卫星星的寿命命,从而而带来巨巨大的经经济效益益。氙粒子发发动机虽虽然功耗耗大,但但完全不不影响卫卫星有效效载荷的的工作,而而且功率率大,意意味着氙氙粒子运运动速度度更快,因因而产生生更高的的推力,发发动机产产生的比比冲更大大。当使使用255厘米的的160mNN的氙粒粒子发动动机时,每每天仅工工作300分钟,就就可以将将卫星的的轨道位位置保持持精度提提高到00.0055度,从从而可以以有效地地用于多多星共位位工作的的卫星轨轨位的保保持和控控制。氙粒子子发动机机的研制制源于880年代代中期,通通过研究究发现在在所有的的惰性气气体中,氙氙粒子可可产生更更大的推推力,且且由于他他的惰性性特点,使使
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- kg 卫星通信 新技术 prs
限制150内