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航天科工突破星間高速激光通信關鍵技術 建設星間信息高速路

文章來源:中(zhong)國航天科工(gong)集(ji)團有限公(gong)司  發布時間:2021-08-13

蒼茫宇宙,遙(yao)遙(yao)萬里,如何在衛(wei)星(xing)之間(jian)建立高(gao)(gao)速率(lv)通(tong)(tong)信(xin)鏈路?中(zhong)國航天科工二院(yuan)25所(suo)基于虹云(yun)工程星(xing)間(jian)高(gao)(gao)速通(tong)(tong)信(xin)需求,突破多項關鍵技術,研制(zhi)的高(gao)(gao)性能(neng)(neng)星(xing)間(jian)激(ji)光通(tong)(tong)信(xin)終端,通(tong)(tong)過對高(gao)(gao)指(zhi)向性激(ji)光的控制(zhi)、收發和調制(zhi),可以在高(gao)(gao)速運動(dong)的衛(wei)星(xing)平臺上實(shi)現激(ji)光通(tong)(tong)信(xin)鏈路的建立和保持,進而實(shi)現遠距離星(xing)間(jian)高(gao)(gao)速通(tong)(tong)信(xin)。8月初,經實(shi)驗室動(dong)態和靜態等多項性能(neng)(neng)測試,各項指(zhi)標滿足方(fang)案設計要(yao)求。

當前(qian),基于低軌道(dao)衛星星座的(de)(de)寬帶通(tong)信(xin)網絡已成為(wei)下(xia)一代(dai)通(tong)信(xin)技(ji)術的(de)(de)主(zhu)要形態,星間(jian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)通(tong)信(xin)是(shi)星座組網的(de)(de)核(he)心技(ji)術之一。相比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)微波(bo)通(tong)信(xin),空間(jian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)通(tong)信(xin)以(yi)其大通(tong)信(xin)容量、小(xiao)體積(ji)、高保密性等(deng)優點(dian),成為(wei)星間(jian)組網的(de)(de)首(shou)選方(fang)案。空間(jian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)通(tong)信(xin),是(shi)以(yi)加載(zai)電信(xin)號在自由(you)空間(jian)中進行數(shu)據(ju)(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)一種(zhong)通(tong)信(xin)方(fang)式。由(you)于激(ji)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)束的(de)(de)頻率范圍(wei)高、波(bo)長小(xiao),因此空間(jian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)通(tong)信(xin)可(ke)以(yi)在設備體積(ji)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)情況下(xia),實現極大的(de)(de)傳(chuan)輸(shu)帶寬。以(yi)25所研制(zhi)的(de)(de)終端為(wei)例,空間(jian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)通(tong)信(xin)可(ke)以(yi)實現每秒傳(chuan)輸(shu)1部(bu)高清電影;同時激(ji)光(guang)(guang)(guang)波(bo)束窄(zhai)、方(fang)向性極強(qiang),用激(ji)光(guang)(guang)(guang)作為(wei)載(zai)波(bo)進行數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)發(fa)射(she)與接收(shou),具有很強(qiang)的(de)(de)抗(kang)截獲能(neng)力和(he)抗(kang)電磁干擾(rao)能(neng)力。

產品研(yan)制(zhi)技術(shu)難度最大的(de),是(shi)被稱為太空中(zhong)“針尖對(dui)麥(mai)芒”的(de)波束(shu)對(dui)準。在(zai)幾千(qian)公(gong)里(li)距離的(de)復雜(za)空間(jian)環境中(zhong),兩個高速運動(dong)的(de)衛星平臺之間(jian)實現千(qian)分之一度光束(shu)地對(dui)準、保(bao)持和通信,對(dui)產品的(de)各項性能提出了很(hen)高的(de)要求。自(zi)2018年開始(shi),研(yan)制(zhi)團隊充分發揮(hui)25所在(zai)算法、光學、空間(jian)工程(cheng)等多方面(mian)技術(shu)優(you)勢,針對(dui)星間(jian)激光通信中(zhong)光束(shu)的(de)捕獲跟蹤算法及熱控、空間(jian)環境適(shi)應性等關(guan)鍵技術(shu)開展了技術(shu)攻關(guan),并在(zai)各專業研(yan)究室的(de)大力(li)支持下,最終取得突破。

基于(yu)當前的技術(shu)積累,25所(suo)激(ji)光(guang)通(tong)(tong)信(xin)團隊正在開展(zhan)星間(jian)激(ji)光(guang)通(tong)(tong)信(xin)終端(duan)的迭代設計(ji)攻關(guan)。新一代產品在通(tong)(tong)信(xin)速率、重(zhong)(zhong)量功耗(hao)等方面有極大提(ti)升,是未來大規(gui)模星座建設的重(zhong)(zhong)要支(zhi)撐。

在(zai)未(wei)來更遙遠的深空探測(ce)中(zhong),激光(guang)(guang)通信更是(shi)目前最(zui)理(li)想(xiang)的通信手(shou)段。采(cai)用激光(guang)(guang)的方案,可以(yi)(yi)實現地月直(zhi)連通信鏈(lian)路(lu)以(yi)(yi)及地火(huo)直(zhi)連通信鏈(lian)路(lu),待(dai)在(zai)家中(zhong),就能看到中(zhong)國的深空探測(ce)器“現場直(zhi)播”。

【責任編輯:趙藝涵】

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