我国首颗高通量通信卫星成功发射！它到底有多“高”?！ _小知识

?2017年4月12日，我国首颗高通量通信卫星（HTS）实践13号用长征3号乙运载火箭成功发射升空。该卫星采用了Ka 频段、激光通信和电推进等一系列新技术，通信总容量超过20兆比特/秒，从而超过了我国此前研制的所有通信卫星容量的总和，这标志我国卫星通信进入高通量时代，实现了真正意义上的自主通信卫星宽带应用，填补了我国在该领域的空白。在完成试验验证以后，该卫星将纳入“中星”系列进行业务运行，命名为中星16号，这也将对我国卫星通信产业的发展起到极大的促进作用。

实践-13 ，图片来源作者

何谓高通量通信卫星？
什么叫高通量通信卫星呢？简单地讲，高通量通信卫星就是在使用相同频率资源的条件下通信容量比常规通信卫星高数倍甚至数十倍的通信卫星。
这种卫星又叫高吞吐量通信卫星，主要特点是采用了频率复用、多点波束等先进技术，其中虽然卫星所使用的点波束覆盖范围仅为300～700千米（常规通信卫星的宽波束覆盖范围在2000千米左右），但其好处是可通过减小天线波束的孔径角，提高卫星天线的增益，从而实现不同波束之间频率的复用，提高卫星系统的通信容量。通信容量指一套通信设备的通信能力。随通信设备类型的不同，其内涵略有不同，但通常是指其数据传输速率。常规通信卫星一般通信容量不到10吉比特/秒，而2016年升空的美国回声星19号通信容量达220吉比特/秒，星上共配置138个用户波束，这是目前全球通信容量最大的单星系统，它可同时为200万用户提供服务。
【我国首颗高通量通信卫星成功发射！它到底有多“高”?！】

卫星多个点波束示意图，图片来自作者
高通量通信卫星与宽带通信卫星很类似，但又不完全相同。前者是以点波束和频率复用为标志，能运行在任何频段（但目前大多采用Ka频段），通信容量大小取决于分配的频谱和频率复用次数，能提供固定、广播和移动等各类商业卫星通信服务。后者是以Ka频段、大容量、提供宽带互联网接入为标志，开辟了卫星互联网接入的新业务。
点波束是指一束集中的高功率卫星信号，它仅覆盖一个小的区域，在这个区域之外检测不到该信号，它也不干扰相同波长的使用。其优点是能实现频率复用，提高天线的收发增益。但由于点波束覆盖范围小，因此要想实现大范围的区域覆盖，需要大量点波束，且点波束之间能不断切换连通。频率复用就是使同一频率覆盖不同的区域，以充分利用频率资源，卫星通信常采用极化复用和地区隔离相结合的方式来重复使用频率，扩展卫星通信的容量。
实践13号卫星在我国高轨卫星领域首次采用了多口径多波束天线、固面反射器高形面精度控制等一系列先进技术，并且首次将空间技术试验和示范应用相结合，提供双向宽带通信示范化运营服务。
高通量通信卫星有很高的经济优势，因为一颗通信总容量超过100吉比特/秒的高通量通信卫星，其卫星建造、火箭发射、发射保险的费用与常规通信卫星持平，但1吉比特/秒的成本仅是一颗常规通信卫星的1/50 。其带宽通信成本与地面网络的带宽通信成本相当，使卫星通信服务提供商能够提供与地面4G网络服务抗衡的包月服务资费。为此，近年来在全球掀起了研制和发射高通量通信卫星的高潮。至今，全球已有近50颗高通量通信卫星在轨运行，未来2年还将发射近20颗高通量通信卫星，届时，全球高通量通信卫星总容量将达到1400吉比特/秒。在“十三五”期间，我国也将研制和发射多颗高通量通信卫星，实践13号就是其中的首颗。

我国首颗高通量通信卫星成功发射！它到底有多“高”?！

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