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Ka頻段:衛星通信的“高速公路”

  • 發佈時間:2015-09-15 01:30:35  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  9月12日,我國成功將通信技術試驗衛星一號送入太空,主要用於開展Ka頻段寬頻通信技術試驗。

  Ka頻段即K-above,是指K頻段以上,26.5至40GHz的微波頻段。航太專家、中國航太科工二院二部研究員楊宇光向科技日報記者介紹,衛星通信使用的頻段涵蓋L、S、C、X、Ku、K、Ka等。在航太測控方面,國際上大多使用S頻段,我國也曾對同步軌道衛星實施過基於C頻段的測控。通信衛星要求的頻寬較高、資訊傳輸速率較大,因而C、Ku頻段成為目前衛星通信領域的主流頻段。比如我國從上世紀80年代發射的第一代通信廣播衛星開始,用的就是C頻段。“Ka能夠容許更大的容量,如今通信廣播衛星、中繼衛星等都在向這個方向發展。我國天鏈一號中繼衛星已經用到Ka頻段測控。”他説。

  如果將資訊比作乘客,載波比作汽車,頻段就像通信兩端之間的公路。中國衛通集團有限公司副總工程師沈永言此前向媒體介紹説,頻段的範圍就相當於公路的寬度,直接影響到資訊傳輸的速度和數量。L、S頻段處於低端,傳遞話音、文字等低速率資訊不成問題,但很難滿足當今社會多媒體視頻等寬頻內容的傳輸需求。C、Ku頻段相對較高,傳輸容量較大。

  C和Ku頻段的頻率工作範圍相對有限,且目前赤道上空有限的地球同步衛星軌位幾乎已被各國佔滿,C和Ku頻段的衛星軌位十分緊張,這兩個頻段內的頻率也被大量使用。而Ka頻段的頻率工作範圍要大數倍,有廣泛的應用前景。由此看來,如果説C和Ku頻段像兩條擁堵不堪的小路,Ka頻段則如同暢通無阻的高速公路。

  沈永言曾發表文章介紹,Ka寬頻衛星通信具有多項特點:相對於C、Ku等傳統頻段,Ka頻段可用頻率資源最為豐富,高達3.5GHz,可為衛星通信的寬頻化提供可觀的拓展空間;頻段高的另一個好處是遠離一般地面通信系統所在的頻率範圍,具有天然高抗干擾性能。為了滿足日益增長的通信頻寬需求,Ka寬頻衛星幾乎清一色地採用點波束、頻率復用來擴展系統傳輸能力,通常其頻率重復利用次數在20次以上,這成為衛星通信容量的主要來源。

  點波束和頻率復用技術的綜合運用,使得Ka寬頻衛星通信的系統容量得到數十倍甚至百倍以上的提高。

  楊宇光表示,Ka頻段也有缺陷,由於頻率高、波長短,繞過障礙物的能力較差,受雲層、降雨、霧霾等天氣影響也很明顯。但沈永言表示,自動功率控制、自適應編碼和調製技術的進步,已使Ka頻段的雨衰問題得到有效克服。

  沈永言認為,Ka寬頻衛星應用前景廣闊。他在文中指出,衛星寬頻接入可助力“寬頻中國”計劃;衛星基站中繼不僅商用需求巨大,社會效益也非常可觀。同時,Ka寬頻衛星通信還能在機載、船載、車載、新聞採集等方面發揮作用,成為我國應急通信發展的新方向。

  (科技日報北京9月14日電)

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