卫星通信领域技术研究 (专注通信领域)

卫星通信领域技术研究,卫星通信核心技术壁垒

1945年,英国科幻作家阿瑟克拉克提出利用同步轨道卫星进行往返地球通信中继的设想。如今,卫星通信已在军民商各领域得到广泛应用。第十一届南京市“十大科技之星”、南京熊猫汉达科技有限公司通信技术研究所所长秦红祥正是卫星通信领域的专家。

个人简介 秦红祥,南京熊猫汉达科技有限公司通信技术研究所所长,研究员级高工。他长期从事国防卫星通信系统的研发,曾先后担任我国两代国防卫星通信系统的副总设计师,研发成果的应用为国防卫星通信事业的发展做出了重要贡献;主持研制成功多个国家级项目,在处突维稳、抢险救灾、世博会、青奥会等历次重大任务中发挥了重要作用,创造效益10多亿元,为南京市的经济发展和科技进步做出了贡献。获国家科技进步二等奖1项和省部级科技进步一等奖3项,入选江苏省第四期“333高层次人才培养工程”第三层次和“六大人才高峰”培养对象,荣获“江苏省有突出贡献的中青年专家”、“南京市五一劳动奖章”等荣誉。

摆脱国外技术依赖 献力第一代自主研发

前不久,我国卫星移动通信系统首发星“天通一号01”发射成功。秦红祥介绍,天通一号卫星移动通信系统是我国自主研制建设的卫星移动通信系统,也是我国空间信息基础设施的重要组成部分,将使我国摆脱对国外卫星移动通信系统的依赖。天通一号01星采用了多项新技术,可以为中国及周边、中东、非洲等相关地区,以及太平洋、印度洋大部分海域的用户提供全天候、全天时、稳定可靠的移动通信服务,支持语音、短消息和数据业务,还将与地面移动通信系统共同构成移动通信网络。

秦红祥介绍,我国的卫星通信应用起步于上世纪70年代,当时主要依赖国外,设备靠进口、资源靠租赁。上世纪80年代中期,熊猫集团引进国外设备并实现国产化,90年代初熊猫集团开始进行具有自主知识产权卫星通信系统的研发,至1995年研制成功我国第一套具有网管功能的VSAT卫星通信系统,打破了外商垄断中国VSAT市场的局面,我国开始逐步摆脱对国外技术的依赖。

秦红祥介绍,他1992年参加工作就有幸加入第一代自主卫星通信系统的研发团队。在组织的培养下,从一名普通的技术人员逐步成长起来,在我国多个自主卫星通信系统的研发中担任副总设计师,见证了我国卫星通信的自主发展历程,为推动我国卫星通信事业的创新发展做出了重要贡献。

卫星攀升通信升级 不懈追求更远更可靠

据了解,目前,全球卫星数量达1400多颗,在轨运行的固定广播通信卫星约710颗。新技术的广泛应用不断推动着卫星通信的快速发展,而且地面移动通信的成果也不断被卫星通信采用,比如卫星移动通信采用了地面移动通信的多址技术,包括FDMA、TDMA、CDMA。

那么与光纤通信、微波中继通信、移动通信相比,卫星通信有何优势呢?秦红祥介绍,卫星通信覆盖区域大、通信距离远,一颗地球同步轨道卫星便可覆盖地球表面的三分之一,利用三颗地球同步轨道卫星即可实现除两极外的全球通信。卫星通信的成本与距离无关,而地面微波中继、光纤通信等系统的建设投资和维护费用都随着距离的增加而增加。卫星通信机动灵活,地球站的建立不受地理条件限制,在偏远山区、海岛、荒无人迹的沙漠都可建立。再有就是卫星通信的可靠性高,电波主要在自由空间传输,噪声小,通信质量好。一般情况下,卫星通信的可用度可达99.8%以上。

在*用军**领域,卫星通信更受青睐,军事卫星可以采用一系列先进技术,为作战提供复杂电磁环境下的可靠通信保障。*用军**通信卫星已成为现代战争的生命线,是现代军事作战确保信息权的核心要素。

耐得寂寞才有收获 长途跋涉攀越最高峰

听起来卫星通信系统似乎离我们很遥远,其实,在生活中,卫星通信无处不在。就拿去年举办的里约奥运会来说,安保反恐、赛事转播,都要用到卫星通信。2008年北京奥运会、2014年南京青奥会时,有关部门就使用了秦红祥团队研制的卫星通信系统,场馆附近的卫星通信车采集现场图像上传到指挥中心,为全方位实时监控周边动态、及时准确做出安保措施提供了重要手段。在南京,每年元宵灯会,有关部门都要用该系统进行安保的通信保障。在救灾中,比如汶川抗震救灾、舟曲泥石流抢险救灾、尼泊尔抗震救灾,相关部门也使用卫星通信将现场救灾画面传输到指挥中心,为抢险救灾的远程实时指挥提供通信保障。

那么通信卫星的*用军**和民用技术有何区别?秦红祥介绍,通信卫星*用军**和民用的区别取决于用户的需求。民用通信卫星主要提供消费业务,如电视直播、音频广播、移动业务、固定业务等通信服务,所以卫星的设计更强调性价比,旨在以较小的成本取得更大的业务来源,因此主要采用通用化、标准化的技术。而*用军**通信卫星重点提供军事通信保障,对抗干扰能力、防电磁脉冲和核辐射等方面要求较高,会采用很多最新技术,例如采用更高的工作频段使得收发波束变窄、频率范围更大,采用技术手段控制波束的形状、大小和方向,以进一步提高通信的灵活性和抗干扰能力等。

“搞科研,要沉得住气,耐得住寂寞才有收获。”当记者问秦红祥对从事科研工作的年轻人有何寄语时,他这样说,“现在知识更新非常快,新的技术层出不穷,搞研究要具备终身学习的精神和不断创新的追求,并要注重将理论与实践相结合,将书本知识运用到实际工作中来。”

在秦红祥看来,由于我国卫星通信起步较晚、基础相对落后,技术水平与发达国家还有差距,“国外卫星荷载技术更新、能力更强。”秦红祥说。下一步,秦红祥将对多波束卫星通信、量子卫星通信等进行深入研究,这位已埋首于卫星通信领域24年的专家,将继续在这个领域跋涉下去。

张恺 施科协