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21世纪通信卫星的发展和新技术鑫诺卫星通信有限公司总工程师闵长宁第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页21世纪通信卫星的发展和新技术摘要：本文概要介绍了目前通信卫星发展的概况和相关技术，包括卫星平台技术和卫星有效载荷技术，尤其是对21世纪通信卫星发展将起到巨大作用的大天线技术、多波束技术、星上处理技术及氙粒子发动机技术等。主题词卫星，卫星技术自从1963年发射第一颗“辛康”(Syncom)通信卫星以来，随着卫星通信、广播业务的不断发展，尤其是信息产业、多媒体、IP网络产业的兴起和突飞猛进的发展，卫星通信业务所涉及的领域和频段不断拓宽，极大地推动了通信卫星技术的发展，通信卫星技术正在兴起一场新的、革命性的突破。卫星通信技术的发展，直接推动了通信卫星产业，包括常规通信卫星、高级移动通信卫星和数字直播卫星的发展，真正实现了在任何时候，任何地点都能方便地交流信息、获得信息、使用信息的目标。并将间接地影响和改变着人们的通信方式、工作方式和生活方式。1通信卫星的发展前景和趋势1.1卫星设计将朝着大功率、多频段和长寿命方向发展综观国外各主要卫星公司的卫星研制、生产状况可以看出：中、高轨道通信卫星正向着大功率、多频段和长寿命方向发展，而低轨道卫星则向着星座和多频段的方向迈进。目前，各国都已向国际电联登记了大量的Ka频段的卫星资料。日本、美国也已进行了大量的Ka通信转发器的通信试验，并已开始投入使用。除目前常用的C、Ku频段外，Ka频段也将是21世纪头几十年卫星通信的主要频段之一。表1列出了国际上几个卫星研制大公司卫星平台的技术参数。这种发展趋势的形成，主要是由于：1）个人通信和宽带通信的需求及其激烈竞争，对通信卫星提出了更高的要求2）轨道位置和频率资源的日益紧张和弥足宝贵。大容量和长寿命不仅仅获得更大的经济效益，而且使轨道位置和频率资源得到最大利用。表1国外主要卫星平台的主要性能波音公司（原休斯公司）具有HS-376、HS-393、HS-601、HS-601HP和HS-702卫星等系列卫星平台。卫星寿命大于15年以上，卫星的功率和重量分别达15KW和5200Kg有效载荷功率和质量分别为9000W和1200Kg。代表性的卫星如GALAXY-Ⅺ和THURYU卫星。第3页共12页第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页洛克希德-马丁公司具有A2100AX系列卫星平台。卫星寿命大于15年以上，卫星的功率和重量分别达3500-13500W和1000-4000Kg有效载荷功率和质量分别为8100W和1000Kg。代表性的卫星有ACES亚洲蜂窝卫星和GE系列的卫星。劳拉公司具有FS-1300、401S和20.20TM三种系列卫星平台。FS-1300用于常规通信广播卫星，卫星的功率为5000-15000W401S用于低轨小卫星星座或小功率的常规通信广播，卫星的功率为3KW20.20T用于新一代大容量数据传输卫星，卫星的功率可达到15-20KW。代表性的卫星有GLOBALSTAR和INTELSAT-Ⅳ卫星。ALCATEL公司具有SB-2000，SB-3000和SB-4000系列卫星平台。其中SB-4000分为高、中低三种卫星平台，卫星寿命为15年，卫星的功率和重量分别达10-16KW和4800Kg，有效载荷功率和质量分别为9000W和1000Kg。代表性的卫星有SKYBRIDGE宽带通信卫星星座系统和ASTRA-1K卫星。3）市场和行业的竞争，使卫星的设计变的越来越复杂，功能是越来越强，对卫星平台的需求日趋苛刻。相反，地面的设备和设施将越来越小，越来越简单。4）各种卫星高新技术的出现，如氙粒子发动机、卫星处理器、高能太阳电池和锂粒子蓄电池等技术，极大地提高了推进和电源效率，节省了质量，使这种发展期望变为现实。1.2卫星研制的“准生产流水线”将成为现实让卫星的制造、生产从作坊式的操作模式进入到现代化的、规模化的“准生产流水线”生产方式已成为现实。这主要归功于目前卫星的研制已开始实现高度模块化、集成化、系列化的生产方式。1）模块化目前，世界各主要卫星制造公司在研制卫星的过程中，不论是桁架式结构平台，还是中心承力筒结构平台。无一例外地采用了模块化设计的方法。例如，HUGHES公司的HUGHES-702平台的卫星，由于采用模块化设计方法，仅用...