中国首颗！超百G容量高通量卫星是如何炼成的？

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近日，中国首颗超百G容量的Ka频段高通量卫星——中星26号卫星成功定点。这颗卫星将全面开启我国卫星互联网服务新时代。中星26号卫星由航天科技集团五院（以下简称五院）抓总研制，于今年2月23日成功发射，该卫星是国家空间基础设施中高通量卫星网络资源的重要组成部分。
五院中星26号卫星总指挥魏强介绍，卫星配置94个用户波束和11个信关波束，覆盖了中国全境及周边区域，将为固定终端、车载终端、船载终端、机载终端等提供高速宽带接入服务。
卫星在轨投入运行后，将与中星16号、中星19号组成Ka频段高通量卫星应用系统网络，可为满足国内中资企业“走出去”互联网需求提供有效的通信技术手段，可广泛应用于机载、船载、陆地移动工具等互联网服务，以及应急、专网、电信普遍服务、泛在物联等业务，同时可为国家建立“一带一路”空间信息走廊提供有力支撑。
中星26号卫星强在哪？
2017年4月，我国成功发射了首颗完全自主研发的Ka频段高通量卫星——中星16号卫星，打破了国外全球先进卫星通信技术的垄断，我国高通量卫星互联网实现了零的突破。
中星26号卫星的亮相，意味着我国高通量卫星发展向前扎实地迈进了一大步、跃上了新台阶。
五院中星26号卫星总设计师王凤春介绍，中星16号卫星采用东方红三号B平台研制，而中星26号卫星采用东方红四号增强型平台研制，其承载能力更强。
相比于中星16号卫星，中星26号卫星能力更强，使用范围更广，支持用户数量更多，速率更高，可以说实现了“升级换代”，将为用户带来更佳体验。
同时，中星26号卫星也是目前国产化率最高的高通量卫星。
与基于东方红四号增强型研制的其他民商用卫星相比，中星26号卫星的载荷产品国产化率提高了1倍以上，处于领先地位。
在研制过程中，研制团队自主创新、集智攻关，实现Ka频段第四代低噪放、Ka频段变频器、低噪放电源以及3种Ka频段顺序式微波开关等6种产品国产化。
这6种产品性能达到了国际先进水平，已列入五院有效载荷产品型谱，实现自主可控，全面提升了载荷国产化水平。
“Ka频段有效载荷是研制的一大难点。以Ka频段顺序式波导开关为例，设计、仿真、工艺实现，每一步都不容易。产品最后通过鉴定，性能达到国际领先，那一刻令人难忘。这样的兴奋和感动贯穿于研制过程中解决每个难题的时刻。”王凤春说。
超百G容量高通量卫星
是如何炼成的？
要实现高通量目标，星地一体化设计至关重要。卫星与地面应用系统联合设计，才能让整个星地系统性能最优。
王凤春介绍，自项目启动之时，研制团队与用户方联合开展设计，基于不同区域的业务需求，优化卫星用户波束宽度、带宽分配和信关站选址等系统指标，星地系统的设计和运营服务整体性能大幅提升。
中星26号卫星国内首次全面使用27～30GHz频段，相比以往通信卫星频率扩宽了500MHz。频率扩宽，能让卫星通信能力更强，却也对接收系统的性能提出了更高要求。
对此，团队一方面优化和迭代载荷频率计划，合理进行带宽分配及频率复用，确保载荷获得最佳载干比、系统性能最优；另一方面突破了超宽带低PIM一体化馈源设计、超宽带低噪声接收等新技术，大幅提升载荷性能。
翻开载荷舱示意图可以看到，在有限的空间内，无数波导和电缆密密麻麻而又整齐有序地安装排列，几乎快要占据全部空间，这一画面直观展现出了中星26号卫星的布局之精细、技术之复杂。
中星26号卫星的载荷单机、射频电线和波导数量众多，相比基于东方红四号增强型平台的大部分其他民商用卫星，提升1倍以上，创国内新高。
五院中星26号卫星总体主任设计师徐春生介绍，卫星载荷舱的设计历经多轮迭代，历时一年左右。团队为每一台产品建立了数字模型，采用载荷链路与布局三维异地联动设计等方法解决了高密度、多波束复杂链路的布局设计难题，为高通量卫星的高难度布局设计构建了技术基线。
中星26号卫星研制工作始于2019年年底，于2023年年初发射，研制周期与新冠肺炎疫情时期高度重合。最终团队圆满完成任务，卫星指标没有一项超差，全部优于或满足用户要求。
“3年来与设计师一起摸爬滚打，可以自豪地说，中星26号卫星研制队伍是一支非常优秀的队伍，秉承航天严慎细实的工作作风，技术水平过硬，践行无私奉献的精神，克服了新冠疫情对研制工作带来的较大影响，实现了卫星研制与防疫的双胜利！”王凤春说。
首张高通量卫星应用网
将融入各行各业
中星26号卫星发射后还将与现有的中星16号、中星19号两颗高通量卫星共同组网，为用户提供高速组网通信服务以及卫星互联网接入等服务，为国家的数字经济发展筑牢基础网络能力。
这张应用网组成后，3颗高通量卫星宽带互联网业务相通，分工各有侧重。这张网在应急、航空、航海、能源、林草、交通、地质、环境、电信普遍服务等行业均可以提供专业的场景化服务。
在航空和航海领域，飞机、船舶在安装部署机载、船载终端后，可以依托高通量卫星网络与地面通信网络实时连接，为工作人员及乘客提供安全可靠的通信和互联网接入服务。
面向林草行业资源及生态监测、火灾预警、应急处置等核心业务，这张高通量卫星应用网能够以大容量卫星通信网络为核心，融合导航、遥感卫星技术，形成常态化的资源和生态监测能力，为林草等行业的精细化管理与协同应用提供支撑。
针对边远地区地面宽带网络覆盖较弱的问题，高通量卫星网络以其广覆盖、易接入等优势，可以为百姓生活提供广泛的远程教育、远程医疗服务，并在草原、沙漠、山地、海洋等地面通信网络无法通达的地区为百姓提供随时随地、稳定可靠的卫星宽带高速互联网接入服务。