30多年夙愿終成：中國進(jìn)入衛星移動(dòng)通信手機時(shí)代！

　　8月6日凌晨，我國第一顆地球同步軌道移動(dòng)通信衛星天通一號01星在長(cháng)征三號乙運載火箭的托舉下呼嘯升空。

　　天通一號01星是我國首顆移動(dòng)通信衛星，它將為我國國土及周邊海域的各類(lèi)手持和小型移動(dòng)終端設備提供語(yǔ)音和數據通信服務(wù)，其成功發(fā)射標志著(zhù)我國進(jìn)入到了衛星移動(dòng)通信的手機時(shí)代，填補了國內空白，具有重要的里程碑意義。

　　30多年的夙愿

　　天通一號衛星的用戶(hù)終端可以實(shí)現小型化、手機化。

　　對于我國這樣一個(gè)幅員遼闊、人口分布不均、自然災害頻發(fā)的大國來(lái)說(shuō)，發(fā)展衛星移動(dòng)通信是必然要求。

　　從1984年發(fā)射第一顆試驗通信衛星東方紅二號至今，我國已經(jīng)發(fā)射了20余顆通信衛星。天通一號01星跟家族的其他兄弟不太一樣，它是一顆移動(dòng)通信衛星，不但能夠為大型的移動(dòng)用戶(hù)，如船舶、飛機及車(chē)輛等提供通信服務(wù)，還能為手持終端提供通信服務(wù)。

　　由于移動(dòng)通信衛星具有覆蓋區域廣、不受地理障礙限制和終端設備體積小等優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展和應用越來(lái)越受到各國的重視。

　　地面移動(dòng)通信系統由于受到地面基站覆蓋區域的限制，往往邊遠山區以及戈壁、森林等地區不能實(shí)現通信的全覆蓋。

　　據統計，全國地面移動(dòng)通信覆蓋率嚴重不足，但對于“站得高，看得遠”的移動(dòng)通信衛星而言，就不存在這一問(wèn)題了。

　　天通一號01星總設計師陳明章告訴記者：“在地面段，天通一號衛星的用戶(hù)終端可以實(shí)現小型化、手機化?！?/p>

　　為了讓記者更加直觀(guān)了解用戶(hù)終端的大小，陳明章翻出手機相冊中天通一號衛星手機式終端和一般通信衛星小型化終端的照片。

　　記者看到，天通一號衛星手機式終端的尺寸和日常使用的智能手機基本相同，而一般通信衛星的小型化終端的尺寸與家用兩門(mén)冰箱相仿。

　　終端設備尺寸和體積大幅減小的背后是移動(dòng)通信衛星的技術(shù)高門(mén)檻。我國從萌生設計這種衛星的想法到真正實(shí)現，一走就是30多年。

　　在上世紀90年代初期，以童鎧院士為代表的航天人在我國地面移動(dòng)通信系統蓬勃發(fā)展時(shí)就對衛星移動(dòng)通信做了專(zhuān)題研究，分析了衛星移動(dòng)通信與地面移動(dòng)通信對我國國民經(jīng)濟建設、國家安全的影響，認為對于我國這樣一個(gè)幅員遼闊、人口分布不均、自然災害頻發(fā)的大國來(lái)說(shuō)，發(fā)展衛星移動(dòng)通信是必然要求。

　　2008年的汶川大地震讓我國深刻感受到了發(fā)展移動(dòng)通信衛星的必要性和緊迫性。大地震爆發(fā)后，災區通信中斷、道路不通，汶川成了一座孤島。掌握災區第一手信息對展開(kāi)后續救援工作極為重要，由于當時(shí)沒(méi)有國產(chǎn)移動(dòng)通信衛星，國際海事通信衛星發(fā)揮了很大的作用。

　　汶川大地震之后，我國立即啟動(dòng)了自主移動(dòng)通信衛星系統的立項論證，決心填補移動(dòng)衛星通信領(lǐng)域的空白。2010年，該項目正式立項，并得到了政府專(zhuān)項基金的支持。

　關(guān)鍵技術(shù)多、難度大

　　天通一號的載重比是目前東方紅四號衛星平臺中最低的。

　　新型天線(xiàn)靈敏度高、可收縮，無(wú)源互調(PIM)指標達到要求。

　　我國進(jìn)入地球同步軌道移動(dòng)通信衛星俱樂(lè )部。

　　天通一號基于我國成熟的東方紅四號衛星平臺研制，它的研制成功讓東四平臺的能力得到了進(jìn)一步提升和擴展。

　　陳明章解釋說(shuō)：“由于衛星采用了新型天線(xiàn)、單機集成技術(shù)等新設備和新技術(shù)，衛星的載重比、散熱能力等均實(shí)現了突破，這也是進(jìn)一步挖掘了東方紅四號平臺的潛力?！?/p>

　　載重比是衡量衛星性能的重要指標之一，目前有兩種解釋?zhuān)阂环N是衛星有效載荷與整星發(fā)射質(zhì)量的比;一種是載荷重量與轉發(fā)器數量的比。

　　現在，較為通用的是第二種解釋?zhuān)苯臃从沉藛温忿D發(fā)器的效能，其重量越小，衛星的效能越高，可創(chuàng )造的經(jīng)濟價(jià)值就越大，因此，載重比數值越小越好。而天通一號的載重比是目前東方紅四號衛星平臺中最低的。

　　作為我國首顆移動(dòng)通信衛星，天通一號關(guān)鍵技術(shù)多，難度大。新型天線(xiàn)技術(shù)則是重中之重。

　　“采用新型天線(xiàn)是當今國際移動(dòng)通信衛星的主流做法，也是移動(dòng)通信衛星的一個(gè)重要特征?！标惷髡赂嬖V記者。

　　運行在離地面3萬(wàn)多公里高的衛星要接收到尺寸像手機大小的手持式地面終端發(fā)出的信號，衛星天線(xiàn)就要有很高的靈敏度。天線(xiàn)接收范圍越大，靈敏度也越高，發(fā)射功率也越大，越利于小型地面終端接收信號。

　　目前，國際移動(dòng)通信衛星普遍采用新型天線(xiàn)，天通一號的天線(xiàn)也是如此

　　。陳明章介紹說(shuō)：“新型天線(xiàn)采用可收縮設計，收起來(lái)時(shí)尺寸很小，而工作尺寸則是收起來(lái)的好幾倍，展開(kāi)之后非常壯觀(guān)?！?/p>

　　大部分運載火箭的整流罩直徑都在一定范圍之內，采用新型天線(xiàn)才可能騰出空間，將更多的載荷裝入有限的空間內。

　　經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)，新型天線(xiàn)技術(shù)這一“攔路虎”被項目團隊成功拿下。

　　無(wú)源互調(PIM)是新型天線(xiàn)的主要難題，具體來(lái)說(shuō)，天線(xiàn)在大功率發(fā)射的同時(shí)由于接收靈敏度高，發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的雜波會(huì )落入接收通道，形成自身干擾，嚴重影響通信能力。舉個(gè)例子，如果PIM問(wèn)題不解決，原本可以同時(shí)支持5000路通話(huà)的衛星，可能只能同時(shí)支持500路通話(huà)甚至更低。

　　低PIM技術(shù)是移動(dòng)通信衛星系統最關(guān)鍵的技術(shù)之一，也是當今國際宇航界共同關(guān)注的國際性技術(shù)難題，目前尚無(wú)法依靠設計手段解決，只能依靠試驗、驗證技術(shù)來(lái)驗證，國際上也如此。