公司新闻-SANETEL星网卫通|动中通|便携站|动中看|VSAT|北京星网卫通科技开发有限公司

走进卫通

公司新闻您的位置：首页 >> 走进卫通 >> 新闻中心 >> 公司新闻

《卫星与网络》杂志刊发公司总经理文章"创新引领，精进发展，规模应用"

《卫星与网络》杂志2013年第9期刊发了由星网卫通公司总经理徐烨烽博士撰写的行业分析文章《创新引领，精进发展，规模应用》，现将全文摘录如下：

创新引领，精进发展，规模应用

—谈动中通天线发展新趋势

徐烨烽博士北京星网卫通科技开发有限公司总经理

一、动中通天线已成为多领域实时视频传输与应急通信的优先选择

卫星通信系统具有传输距离远、覆盖范围广、受干扰小、容量大、质量高、通信方式灵活多样等优点，移动卫星通信天线（以下简称“动中通”）的出现使宽带卫星通信实现了由静基座向动基座的转变，从而加快了卫星通信系统的应用与发展。近些年来，动中通卫星通信系统已在军队、公安、武警、消防、交通、通信等具有应急任务或应急性质的部门得到了大力发展；同时，在地质勘探、石油、电力、物流、远程医疗、远程教育等特殊行业也有了长足进步。2008年以来，动中通天线在我国汶川地震、玉树地震、雅安地震、西藏溃坝等重大灾难及北京奥运会、上海世博会等重大活动中发挥了不可替代的作用，其重要性及必要性不断被各相关行业认可。作为一种新型的通信手段，动中通已逐渐成为特种行业视频传输、专线指挥、通信调度的优先选择。

国外从上世纪90年代以来开始推广动中通天线，目前已有十分成熟的产品及应用，如美国的Trackstar、以色列的RaySat、以色列的Starling、韩国KNS、美国SeaTel等都是该领域的知名企业。2000年以来，我国在动中通天线研制及应用方面得到了快速的发展，中电54所、中电39所、中电714所、航天704所、航天13所、航天新世纪、星展测控、星网卫通等均研发出了各型不同种类、不同轮廓、不同口径的系列化动中通天线，并且在国内各相关行业实现了规模化应用推广。

随着技术水平的不断提升、产业格局的不断调整、市场需求的不断深入，动中通天线面临着轮廓与增益、体积与重量、性能与价格等矛盾。为了更深层次发掘动中通天线的应用市场，实现更大规模的产业化应用推广，最终实现移动卫星通信行业的革命性发展，动中通天线必须向着多频段、低轮廓、小重量、低成本、高可靠性、高环境适应性等方向发展。

二、由单一频段向双/多频段发展是动中通应用领域拓展的必然选择

在全球范围内，卫星通信的主要工作频段有UHF频段、L频段、S频段、C频段、Ku 频段、Ka频段。目前赤道同步轨道上Ku频段同步卫星较多，Ku频段卫星具有通信容量大、可用转发器多等优点，因此Ku频段是目前移动卫星通信的主要应用频段。

当前，我国动中通天线主要采用Ku频段，但单一采用Ku频段的卫星通信系统存在着一些不可避免的弱点，而不同频段的卫星通信系统则具有一定的优势互补特性，具体体现在：首先，Ku波段存在雨衰大、卫星资源覆盖范围窄等弱点，而C波段卫星正可以弥补这一弱点，但C波段卫星同样存在着信号强度弱、需要大口径卫星天线等弱点；再者，频段通信卫星具有比Ku波段更宽的带宽和更大的容量，是卫星通信发展的一个重要方向和趋势。近几年来，赤道上空的Ka频段卫星也越来越多，地面卫星移动通信业务也将逐步向Ka频段发展，但Ka频段卫星存在更大的雨衰。因此， Ku /Ka双频段甚至C /Ku /Ka三频段共用是今后动中通天线的发展方向。双频段、三频段动中通天线可兼容各频段天线的优势，并可克服单一频段天线存在的弱点，确保天线性能在任何地点、任何时间、任何天气环境下的稳定、可靠，大大提高了动中通天线的环境适应性，动中通天线的应用领域可得到进一步拓展。

三、低轮廓平板动中通天线是近几年移动卫星通信领域的研究热点

为适应车载需求，尤其是适应高速机动型越野型小车安装动中通的要求，性能优良的低轮廓天线成为动中通天线的一个重要发展方向。

低轮廓动中通天线按照不同天线类型分类，可分为低剖面反射面天线、平板阵列天线、相控阵天线等。经过赋形设计的抛物面可以实现低剖面性能，但很难满足小型越野车安装超低轮廓天线要求；相控阵天线具有小型化、低剖面、可共形等特点，但是目前相控阵天线在通信领域的应用尚不成熟。

平板阵列天线融合了射频领域的多种前沿技术，主要包括双极化收发共用阵列天线技术、低损耗馈电网络与射频一体化模块化技术、自动极化调整技术等，此类天线以其独特的效率高、占用空间小等优势在卫星通信中扮演着重要角色。目前，平板阵列天线中应用最成功的是Raysat公司的E7000型动中通天线，该天线采用波导喇叭馈电单元，纯波导馈电网络，天线馈电损耗小，天线阵列采用塑料电镀工艺，系统总重量优于50kg，总高度为300mm，等效口径为0.6m，相比传统抛物面天线，这是一次重大革命。

国内各相关单位也在积极开展平板式动中通天线的开发，比如中电38所、54所、714所均研制开发了约0.6m等效口径的平板式动中通天线。除此之外，各高校、民营企业也都在加紧平板阵列天线面的开发，如清华大学、浙江大学、北京航空航天大学、西安电子科技大学、星展测控、星网卫通、协同通信等。

四、基于电扫描的相控阵天线是动中通发展的一个重要分支

相控阵天线由许多辐射单元阵列组成，靠控制每个单元的相位和幅度来形成所需要的波束，通过相位、幅度改变引起波束指向的变化，实现对卫星的跟踪。由于相控阵天线采用非传统反射面天线，且通过电扫描替代机械扫描，在降低体积、重量等方面具有独特的优势，为动中通天线下一步向小型化、低剖面、高性能发展提供了方向。

由于Ku频段卫星通信需要的增益相对较高，相控阵天线需要较大规模的阵列才能获得足够的增益和G/T值。受天线集成度和成本等因素的限制，相控阵天线在卫星通信方面的应用还不够成熟，目前应用的大多为一维扫描（即俯仰电扫描、方位机械扫描）相控阵天线。实现两维全相控应用还有很多有待解决的技术问题，如低仰角增益不足、天线阵列增益不够、天线射频组件数量庞大导致成本高等。随着微波射频器件小型化技术的发展，以及计算信号处理技术的提升，通过天线阵列与射频器件的一体化、集成化设计，可以大大提高天线效率，相控阵天线面临的主要技术瓶颈也将得到有效解决。

五、一体化、集成化、小型轻便化设计是动中通天线发展的重要趋势

动中通天线开发初期，各单位主要采用部件采购加系统集成的模式来完成大系统的研制。早期的天线一般都存在体积重量偏大，惯导系统、GPS定位系统、功放系统与天线主体独立设计，卫星通信主机设备分散设计、组装繁琐等问题。

为了适应动中通天线不断深入的应用需求以及大规模、产业化发展的趋势，未来动中通天线将着力实现以下三个方面的改变：

1、GPS/北斗卫星导航定位系统、惯性导航系统、功放单元要尽量与天线主体实现集成化设计，从而大大减少系统部件的数量，降低安装、调试的难度，提高系统的可靠性；

2、在保障天线强度和可靠性的基础上，系统要采用模块化设计理念，尽可能使用更多的铸件，使用碳纤维、高强度塑料、蜂窝铝等新型材料，尽可能地降低系统的重量；

3、搭建通信系统所需要的调制解调器、视频编解码器、交换机、保密机等需要实现一体化、集成化、单一化设计，尽可能减少用户接口以及操作按钮，实现“一线连接、一键操控”的目标。

六、更高可靠性、更低成本是动中通天线实现大规模产业化的基本要求

近年来，动中通天线得到了广泛应用与快速发展，但系统可靠性与制造成本仍然是制约天线实现大规模产业化发展的主要瓶颈。首先，伺服跟踪控制系统的可靠性及跟踪精度始终是动中通天线面临的最严重的挑战和最主要的技术瓶颈；其次，天线控制系统往往采用单脉冲或高精度惯导的跟踪模式，系统成本极其昂贵，推广受到明显制约。如何寻求一种高可靠性、高跟踪精度、低制造成本的伺服稳定跟踪控制方案是当前动中通系统研究的热点，也是动中通天线提高市场竞争力的重要途径。

目前，现有的动中通稳定跟踪系统一般采用卫星信号单脉冲自跟踪体制和高精度惯性导航引导跟踪体制。单脉冲自跟踪方式直接利用卫星信号作为闭环反馈，可以获得较高的跟踪精度，但是其只能在卫星半波束范围之内进行跟踪，初始捕获和丢失再捕获很困难。惯导跟踪方式不受地点等因素的影响，在信号中断（遮挡）后能立即恢复数据通信。但该方式跟踪精度主要取决于惯导系统的输出精度。为了获得较好的跟踪精度，以上两种方式都需要以昂贵的成本作为代价。

为了在确保跟踪可靠性、精度的前提下有效降低成本，目前各单位均在加紧开发基于低成本MEMS惯导与卫星信标信号自引导相结合的伺服跟踪控制系统。该系统利用低成本、低精度惯性导航系统的高带宽角速度与姿态传感特性来隔离载体的剧烈运动，使得天线面基本对准卫星信号，在此基础上，通过卫星信标信号识别技术估计天线面与卫星信号波束中心的误差角，一方面用于补偿惯导系统的误差，另一方面引导天线面对准卫星信号最大值；该方式结合了惯导系统高带宽和卫星信号跟踪高精度的优点，同时由于使用了低成本惯导，使得天线整体的性价比大大提升。

目前，国内多家单位都在尝试采用这一方式解决伺服跟踪控制问题，但这一跟踪模式需要将惯性导航系统、卫星信标扫描系统、伺服跟踪控制系统进行一体化设计，涉及的学科及知识面较广，具有较大的难度。

七、星网卫通——突破科技，把握方向，精心打造高品质动中通天线

星网卫通继承了母公司星网宇达在惯性测量、惯性导航、惯性稳控方面的独特优势，将惯性技术、伺服稳定跟踪技术、卫星信标识别与跟踪技术、微波通信技术有机融合，突破了低成本MEMS惯导与卫星信标反馈跟踪有机结合等核心关键技术，研制开发了低轮廓车载平板动中通、中轮廓车载动中通、船载动中通等三个系列6个型号的产品，并已在车载应急通信、海军舰船指挥系统等领域得到成功应用。

SANETEL C80车载中轮廓动中通天线采用碳纤维切割抛物面环焦后馈天线，等效口径为0.8m，该天线已成功应用于我国政府的应急通信系统，并成功保障了西藏溃坝、新疆暴乱、雅安地震等重大紧急事件，该天线跟踪性能卓越、可靠性高、操作维护简单，得到了使用部门各级领导的高度认可和广泛好评。

SANETEL S100船载动中通天线已在我国海军装备上得到了成功应用，并多次保障了我国海军的重大任务，系统性能卓越，可靠性高，得到了海军各级领导的高度认可，并受到了海军司令员吴胜利上将的现场表扬。

八、动中通卫星通信系统将迎来蓬勃发展的春天

动中通卫星通信系统在应急指挥通信、特种行业、海事领域的成功应用已经充分证明了其独特的优势和不可替代性。随着社会经济的不断发展，各行各业对高带宽、大容量、实时数据视频传输等通信方面的需求日益迫切；与此同时，动中通天线技术不断成熟，更低轮廓、更高增益、更轻重量、更高可靠性、更低成本、更便捷操作的动中通天线将不断涌现。此外，随着卫星资源尤其是Ka波段卫星资源的日益丰富，动中通卫星通信系统将在各相关行业领域发挥更加重要的作用，其应用领域将不断拓展，应用数量将显著提升，应用程度将不断深入，规模化、产业化应用的局面即将形成，动中通卫星通信系统将迎来蓬勃发展的春天。