卫星通信意义重大中国“星链”冉冉升起
卫星通信可解决地面通信覆盖不足等问题,具有经济和战略双重意义地面通信难以实现全球人口覆盖。在沙漠及山区偏远地区等环境下,传统地面通信铺设技术难度大,而且运营成本高,通过部署传统通信骨干网络在互联网渗透率低的区域进行延伸普及存在现实障碍。目前,地球上超过 70%的地理空间,涉及 30 亿人口未能实现互联网覆盖。甚至在发达国家,互联网也未能实现全面覆盖,比如美国仍有约 4640 万人未使用互联网。建设卫星互联网是解决地球“无互联网”人口数字鸿沟问题的重要手段,是实现网络信息地域连续覆盖普惠共享的有效补充。
在国家层面,卫星通信还具有极其重要的战略意义。在发生地震、洪水等灾害的情况下,地面通信通常会被破坏,灾区人民难以取得对外联系,大大增加了抗震救灾的难度。稳定的灾难应急通信将尽可能减小经济损失和社会损失。同样,军事冲突也会导致地面通信被摧毁。相较于地面通信,卫星通信不受极端灾害和普通军事冲突影响,能够持续提供通信服务。比如,在俄乌冲突中,俄罗斯摧毁中断了乌克兰地面通信服务,但 Starlink 很快就为乌克兰开通了星链网络服务,帮助乌克兰实现对外联系。因此,卫星通信有着极其重要的战略意义。
相控阵天线是低轨道卫星的最佳天线配置。相控阵天线通过对相位和幅度的调整,实现对波束形状的改变、波束扫描以及波束间功率的分配,通过使用自适应调零的抗干扰技术,可大大提高通信卫星的空间生存能力。对于低轨通信卫星,由于星上的用户端天线传输距离短,具有更小的自由空间损耗。因此,从增益上来讲,反射面天线和相控阵天线都适合低轨道卫星。但由于卫星轨道太低,视角宽,要求天线具备较大扫描角,而反射面天线在这方面难以胜任。此外,相控阵天线具有低轮廓的特性,更便于卫星的发射。因此,低轨道卫星一般都配置相控阵天线,如美国 Iridium Next 星座,其每颗卫星都安装有三块有源相控阵天线,每块相控阵均能产生 16 个波束。