謝珊珊 李博

（1航天系統(tǒng)部裝備部 2北京空間科技信息研究所）

2019年，國(guó)外通信衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)射活動(dòng)再創(chuàng)新高，入軌數(shù)量同比激增112.8%，衛(wèi)星軌道分布“倒掛”現(xiàn)象進(jìn)一步明顯，高軌衛(wèi)星占比持續(xù)下滑，商業(yè)低軌星座啟動(dòng)大規(guī)模部署進(jìn)程。軍用通信衛(wèi)星領(lǐng)域進(jìn)入新舊更迭的關(guān)鍵期，體系級(jí)彈性目標(biāo)驅(qū)動(dòng)軍用系統(tǒng)向單星防護(hù)、多星組網(wǎng)、智能安全的方向拓展。商業(yè)衛(wèi)星通信市場(chǎng)格局調(diào)整步伐加快，運(yùn)營(yíng)商更加關(guān)注移動(dòng)性、高速連接、天地一體服務(wù)，制造商多措并施優(yōu)化研制模式、升級(jí)產(chǎn)品線、提升交付效率。在初創(chuàng)企業(yè)、新系統(tǒng)、新技術(shù)、新應(yīng)用的沖擊下，行業(yè)總體在波動(dòng)中呈現(xiàn)較好的上升預(yù)期。

1 軍事領(lǐng)域持續(xù)強(qiáng)化彈性能力，推動(dòng)體系、系統(tǒng)、技術(shù)演進(jìn)

2019年，以美國(guó)為代表，國(guó)外軍用通信衛(wèi)星領(lǐng)域圍繞彈性目標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)下一代高防護(hù)性能和對(duì)抗能力的衛(wèi)星系統(tǒng)與技術(shù)的研發(fā)，并提出構(gòu)建軍用低軌星座支撐多類軍事應(yīng)用承載等新概念，未來(lái)發(fā)展方向更趨多元化。

在研系統(tǒng)高度聚焦對(duì)抗防護(hù)需求

基于對(duì)他國(guó)高端對(duì)手潛在威脅的判斷，美軍近年來(lái)把防護(hù)衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)，特別是下一代防護(hù)衛(wèi)星系統(tǒng)研發(fā)作為其整個(gè)軍用通信衛(wèi)星領(lǐng)域的建設(shè)重點(diǎn)。美國(guó)2020財(cái)年在衛(wèi)星通信領(lǐng)域的大部分國(guó)防預(yù)算撥款，特別是研發(fā)預(yù)算的90%以上均用于下一代防護(hù)衛(wèi)星系統(tǒng)研發(fā)。目前，美軍基本遵循“防護(hù)戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)載荷分離”（核常分離）、“通過(guò)改造升級(jí)，使現(xiàn)役非防護(hù)衛(wèi)星系統(tǒng)增加防護(hù)功能”的體系化轉(zhuǎn)型發(fā)展思路，推進(jìn)空間、地面和用戶段多維度關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)、測(cè)試。2019年，美軍成功部署其第5顆“先進(jìn)極高頻”（AEHF）衛(wèi)星，標(biāo)志著該系統(tǒng)空間段建設(shè)進(jìn)入尾聲，也客觀上加劇了新體系轉(zhuǎn)型研發(fā)工作的緊迫性。

防護(hù)戰(zhàn)略系統(tǒng)方面，2019年，美軍持續(xù)推進(jìn)“演進(jìn)式戰(zhàn)略衛(wèi)星通信”（ESS）項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在美軍承襲上一代AEHF的核心防護(hù)技術(shù)，發(fā)展專用型防護(hù)戰(zhàn)略通信衛(wèi)星系統(tǒng)。3月，空軍航天與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心（SMC）發(fā)布信息征詢書(shū)，開(kāi)展ESS地面控制系統(tǒng)（GCS）的演示研究，為期30個(gè)月，重點(diǎn)是調(diào)整和改進(jìn)原AEHF任務(wù)控制段的2個(gè)關(guān)鍵模塊，通過(guò)有效降低風(fēng)險(xiǎn)，使其適應(yīng)ESS任務(wù)的需求。

防護(hù)戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)方面，美軍開(kāi)發(fā)了防護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形（PTW）技術(shù)用于改造現(xiàn)役軍用商業(yè)寬帶系統(tǒng)，同時(shí)發(fā)展專用“防護(hù)戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星系統(tǒng)”（PTS），構(gòu)建融合“寬帶全球衛(wèi)星通信”（WGS）系統(tǒng)、商業(yè)衛(wèi)星系統(tǒng)和“防護(hù)戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星系統(tǒng)”在內(nèi)的“防護(hù)戰(zhàn)術(shù)抗干擾戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)”（PATS）。2019年，空軍向L3-哈里斯技術(shù)公司（L3 Harris Technologies）售出合同，后者將為PTS衛(wèi)星有效載荷開(kāi)發(fā)星上末端加密單元（ECU），通過(guò)集成L3-哈里斯技術(shù)公司的空間密碼處理器，提升下一代防護(hù)戰(zhàn)術(shù)保密通信能力。地面段方面，休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司（HNS）4月獲得了PATS的地面系統(tǒng)—“防護(hù)戰(zhàn)術(shù)企業(yè)服務(wù)”（PTES）的分包研制合同，將主要為該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)各種控制、組網(wǎng)、地面中心以及任務(wù)管理平臺(tái)。

著力構(gòu)建下一代太空體系傳輸層

2019年，美國(guó)新成立的航天發(fā)展局（SDA）聚焦未來(lái)威脅，正式提出發(fā)展以低軌星座為基礎(chǔ)的下一代太空體系，影響和意義重大。根據(jù)國(guó)防部2020財(cái)年預(yù)算文件，航天發(fā)展局計(jì)劃在2020財(cái)年實(shí)施六大研發(fā)項(xiàng)目，其中之一為“（空間）傳輸層架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目”，是其“首要關(guān)注目標(biāo)”。所謂空間傳輸層，即在低軌部署一個(gè)骨干性的軍用通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，具備新型、快速響應(yīng)的體系架構(gòu)，以此為基礎(chǔ)，將面向陸?？仗於嘤蚬?jié)點(diǎn)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

SDA構(gòu)想的空間傳輸層包括約650余顆小衛(wèi)星，將極大程度上利用“黑杰克”（BlackJack）項(xiàng)目以及商業(yè)低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)星座成果，采用生產(chǎn)線模式開(kāi)展衛(wèi)星批量研制工作，每顆衛(wèi)星將配備星間鏈路功能和備份的星地鏈路，預(yù)計(jì)最早于2022年利用商業(yè)火箭發(fā)射首星。SDA還計(jì)劃在傳輸層中開(kāi)發(fā)“嵌入的子系統(tǒng)”，提供導(dǎo)彈預(yù)警等額外能力。建成后的空間傳輸層將為全球任意兩點(diǎn)之間提供超低延時(shí)的數(shù)據(jù)通信服務(wù)，支持美軍作戰(zhàn)管理、指揮、控制和通信（BMC3）能力的進(jìn)一步升級(jí)。

打造軍商網(wǎng)絡(luò)智能無(wú)縫漫游服務(wù)

美軍一直在通過(guò)采購(gòu)商業(yè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的容量為軍事應(yīng)用需求提供服務(wù)，但隨著應(yīng)用規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，不同制式終端類型、數(shù)量也不斷增長(zhǎng)，僅寬帶類的通信終端目前就達(dá)到17000部，大多數(shù)為根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)的不同而高度定制的，很難升級(jí)、互相之間無(wú)法兼容，運(yùn)行成本很高。在此背景下，美軍近兩年來(lái)一直在通過(guò)技術(shù)手段推進(jìn)其通信終端的能力升級(jí)，通過(guò)人工智能、軟件無(wú)線電、多模式支持等技術(shù)，推動(dòng)新型終端和終端管理體系架構(gòu)的研發(fā)，以實(shí)現(xiàn)單個(gè)用戶不用更換終端，即可支持多個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)隨遇接入、無(wú)縫切換和服務(wù)的能力

2019年，美軍持續(xù)推進(jìn)名為“靈活調(diào)制解調(diào)接口”（FMI）研發(fā)工作，該項(xiàng)目通過(guò)在一型戰(zhàn)術(shù)終端上集成多個(gè)調(diào)制解調(diào)器，配合升級(jí)的地面網(wǎng)絡(luò)控制段，實(shí)現(xiàn)多頻譜、多波形、多網(wǎng)絡(luò)支持能力。2018年12月，休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司在完成研發(fā)的FMI樣機(jī)上成功向美軍高層開(kāi)展了演示驗(yàn)證，并在該終端上開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)名為“規(guī)則引擎”的人工智能技術(shù)?；谠摷夹g(shù)，新型終端能夠基于通信條件和電磁環(huán)境，進(jìn)行實(shí)時(shí)的智能化業(yè)務(wù)管理和控制，可總體掌握當(dāng)前終端哪些衛(wèi)星可用、哪些服務(wù)提供商可用、哪些調(diào)制解調(diào)器可用，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星和服務(wù)提供商的動(dòng)態(tài)自主及正確選擇，提高作戰(zhàn)用戶的效率，提升不同衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和終端系統(tǒng)之間的協(xié)同操作能力。為部署FMI、支持靈活使用軍用和商業(yè)衛(wèi)星通信，美軍還提出發(fā)展“商業(yè)衛(wèi)星通信即服務(wù)”（Satcom as a Service）的體系架構(gòu)，該體系架構(gòu)是在現(xiàn)有的商業(yè)衛(wèi)星通信基礎(chǔ)設(shè)施上部署的一個(gè)控制和管理平面覆蓋體系架構(gòu)，可以降低集成專有商業(yè)服務(wù)和商業(yè)現(xiàn)貨設(shè)備的復(fù)雜性。

一網(wǎng)工廠內(nèi)部場(chǎng)景

2 低軌星座發(fā)展進(jìn)入爆發(fā)階段，商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)與大國(guó)博弈交織

2019年，“一網(wǎng)”（OneWeb）與“星鏈”（Starlink）星座相繼啟動(dòng)部署，年度發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)超過(guò)120顆，美、加、俄等國(guó)政府加速進(jìn)場(chǎng)，加大發(fā)展支持力度，標(biāo)志著全球低軌星座領(lǐng)域邁入高峰期，“群雄逐鹿”搶占市場(chǎng)先發(fā)態(tài)勢(shì)凸顯，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）、各國(guó)對(duì)巨星星座監(jiān)管約束不斷收緊，也意味著該領(lǐng)域即將邁入競(jìng)爭(zhēng)淘汰的實(shí)質(zhì)性階段。

大規(guī)模星座部署活動(dòng)邁入高峰期

2019年，一網(wǎng)公司（ONEWEB）和美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）加快推進(jìn)各自星座的規(guī)模化部署進(jìn)程，持續(xù)成為行業(yè)發(fā)展格局的引領(lǐng)者。

2月，首批6顆OneWeb衛(wèi)星發(fā)射成功，單星質(zhì)量147kg，容量約8Gbit/s，衛(wèi)星由一網(wǎng)公司、空客防務(wù)與航天公司（ADS）在法國(guó)圖盧茲聯(lián)合開(kāi)發(fā)的批量自動(dòng)化生產(chǎn)線所生產(chǎn)。7月，一網(wǎng)公司在韓國(guó)首爾利用韓國(guó)鷹雷公司（Intellian）和以色列賽提非公司（Satixfy）聯(lián)合研制的終端，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行了性能測(cè)試。結(jié)果顯示，全部6顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸速率都超過(guò)400Mbit/s、延時(shí)低至32ms，且可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的波束和星間切換，性能超出預(yù)期。同在7月，一網(wǎng)公司正式宣布其佛羅里達(dá)的衛(wèi)星工廠正式投入運(yùn)行，將實(shí)現(xiàn)每天2星的出廠能力，可確保該公司實(shí)現(xiàn)2020年啟動(dòng)服務(wù)、2021年覆蓋全球的目標(biāo)。

5月，SpaceX公司利用重復(fù)使用的獵鷹-9（Falcon-9）運(yùn)載火箭成功發(fā)射首批60顆Starlink試驗(yàn)衛(wèi)星，11月再次發(fā)射60顆首批正式工作衛(wèi)星，一舉超越銥星公司（Iridium）成為在軌衛(wèi)星編隊(duì)規(guī)模最大的通信衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商。Starlink兩次任務(wù)的衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)總體變化不大，發(fā)射質(zhì)量分別達(dá)到227kg和260kg，衛(wèi)星均配置單太陽(yáng)電池翼、氪離子全電推進(jìn)系統(tǒng)，載有Ku頻段相控陣天線（工作星增加Ka頻段拋物面天線），單星容量約17Gbit/s。根據(jù)SpaceX公司規(guī)劃，2020年預(yù)計(jì)執(zhí)行超過(guò)20次Starlink發(fā)射任務(wù)，從而完成其550km軌道高度的1584顆衛(wèi)星部署，實(shí)現(xiàn)初步的覆蓋和服務(wù)目標(biāo)。

各國(guó)政府加大對(duì)低軌領(lǐng)域的扶持

低軌星座的競(jìng)爭(zhēng)及其潛在巨大應(yīng)用效能也不斷引發(fā)各國(guó)政府的關(guān)注和支持。美國(guó)方面，空軍也在持續(xù)關(guān)注近年來(lái)發(fā)展迅速的新興商業(yè)低軌寬帶星座的發(fā)展?？哲娪?月向SpaceX公司、12月向L3-哈里斯技術(shù)公司和諾格公司（Northrop Grumman）授予名為“商業(yè)天基互聯(lián)網(wǎng)軍用實(shí)驗(yàn)”（DEUCSI）的合同，旨在探索利用商業(yè)低軌通信星座，為空軍構(gòu)建全球范圍內(nèi)高彈性、高可用性、高帶寬、低延時(shí)的通信設(shè)施，支持空軍各類典型作戰(zhàn)平臺(tái)的行動(dòng)。SpaceX公司獲得的合同主要是利用多型軍機(jī)對(duì)其Starlink星座的傳輸能力進(jìn)行測(cè)試。10月，該公司透露，空軍已經(jīng)利用2018年發(fā)射的Starlink兩顆原型星與安裝在C-12軍機(jī)上的終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試，結(jié)果顯示速率可以達(dá)到610Mbit/s，空軍相關(guān)主管官員稱“測(cè)試結(jié)果非常令人滿意”。此外，波音公司（Boeing）也在需求牽引下，2019年推出了新型機(jī)載平板衛(wèi)星天線，未來(lái)可安裝在軍機(jī)上，使其獲得商業(yè)寬帶衛(wèi)星通信服務(wù)。

加拿大方面，電信衛(wèi)星公司（Telesat）正在推動(dòng)其主導(dǎo)的Telesat低軌寬帶星座設(shè)計(jì)和研發(fā)工作。7月，加拿大政府與Telesat公司簽署協(xié)議，將向Telesat低軌寬帶星座一次性投資8500萬(wàn)加元（約合6470萬(wàn)美元），用于星座的技術(shù)研發(fā)和測(cè)試工作；后續(xù)，加拿大政府還將與Telesat公司簽署一項(xiàng)注資協(xié)議，計(jì)劃在10年時(shí)間內(nèi)向星座繼續(xù)投資6億加元（折合4.56億美元）。

俄羅斯方面，俄羅斯航天國(guó)家集團(tuán)（ROSCOSMOS）正在推動(dòng)其600顆各類衛(wèi)星組成的“球體”（Sfer）星群計(jì)劃，該計(jì)劃中包含一個(gè)由288顆衛(wèi)星構(gòu)成的低軌通信星座，星座預(yù)計(jì)造價(jià)2990億盧布（約312億人民幣），計(jì)劃在2025年前建成，可提供電話和互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。8月，俄羅斯政府軍事工業(yè)委員會(huì)（MIC）完成了與該星座計(jì)劃的協(xié)商，已經(jīng)正式開(kāi)始考慮自2020年起提供撥款。從這個(gè)角度來(lái)看，俄羅斯軍方極有可能介入該系統(tǒng)的建設(shè)，未來(lái)有望建設(shè)一個(gè)軍民兩用型的衛(wèi)星星座，滿足國(guó)內(nèi)民商用需求的同時(shí)，為軍事作戰(zhàn)用戶提供更好的通信保障。

Telesat星座示意圖

監(jiān)管約束收緊、將加快淘汰節(jié)奏

低軌星座的火熱態(tài)勢(shì)，與此前相對(duì)較弱監(jiān)管約束也有直接關(guān)系。10月，Starlink星座新增3萬(wàn)顆衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)資料公布，引發(fā)廣泛關(guān)注。考慮到ITU此前對(duì)非地球靜止軌道（NGSO）衛(wèi)星星座設(shè)定的里程碑節(jié)點(diǎn)規(guī)則相對(duì)寬松，運(yùn)營(yíng)商只需要在資料提交7年內(nèi)發(fā)1顆衛(wèi)星并使其穩(wěn)定運(yùn)行90天，就能獲得相對(duì)晚提交申請(qǐng)資料系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)，否則只是付出資料失效的代價(jià)?？梢耘袛?，SpaceX公司此舉最核心和最初的意圖即在于用低成本搶占頻軌資源、擠壓潛在國(guó)際對(duì)手，為后續(xù)發(fā)展?fàn)幦「蟮目臻g。但2019年世界無(wú)線電大會(huì)（WRC-19）新規(guī)定的星座部署節(jié)點(diǎn)要求指出，通信衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商必須在資料提交9年內(nèi)（即原規(guī)定7年節(jié)點(diǎn)要求的基礎(chǔ)上，再加2年時(shí)間內(nèi)）部署10%、12年內(nèi)部署50%、14年內(nèi)部署100%，否則頻譜權(quán)利將按照實(shí)際發(fā)射梳理按比例縮減。

受此影響，星座競(jìng)爭(zhēng)淘汰節(jié)奏進(jìn)一步加快。11月，低軌寬帶創(chuàng)企低軌衛(wèi)星公司（LeoSat）宣布由于缺乏資金來(lái)源，公司已經(jīng)停業(yè)。LeoSat公司由原另外三十億人公司（O3b）首席執(zhí)行官創(chuàng)建，旨在發(fā)展108顆低軌衛(wèi)星構(gòu)成的寬帶星座，重點(diǎn)面向企業(yè)用戶而非普通消費(fèi)者提供服務(wù)。該公司此前一直處于融資困難的階段，其原寄望西班牙衛(wèi)星公司（Hispasat）和日本天空完美日星公司（SKY Perfect JSAT）會(huì)助其完成5000萬(wàn)美元的A輪融資，但兩家衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商由于管理層變動(dòng)，導(dǎo)致相關(guān)合作投資計(jì)劃發(fā)生重大變化，最終導(dǎo)致該項(xiàng)目不得不停止。

3 瞄準(zhǔn)超高通量、靈活載荷，打造多軌聯(lián)合、天地一體服務(wù)

2019年，傳統(tǒng)高軌通信衛(wèi)星領(lǐng)域向超高通量和靈活定制化方向演進(jìn)，“500Gbit/s+”成為下一代系統(tǒng)標(biāo)配，牽引體系架構(gòu)、載荷技術(shù)升級(jí)，波音公司、空客防務(wù)與航天公司、泰雷茲-阿萊尼亞航天公司（TAS）均發(fā)力小型靈活衛(wèi)星制造，打造地球靜止軌道（GEO）整星級(jí)產(chǎn)品線；空天地海一體化融合趨勢(shì)加速，多項(xiàng)衛(wèi)星與第5代移動(dòng)通信系統(tǒng)（5G）網(wǎng)絡(luò)融合試驗(yàn)研發(fā)項(xiàng)目快速推進(jìn)、成果突出。

Jupiter-3衛(wèi)星示意圖

Q/V頻段、光載荷技術(shù)推動(dòng)VHTS研發(fā)

隨著傳統(tǒng)衛(wèi)星頻段資源的使用趨向飽和，Q/V頻段具備的高帶寬、窄波束等優(yōu)勢(shì)，使其被廣泛認(rèn)為是下一代超高通量衛(wèi)星通信系統(tǒng)（VHTS）的首選頻段，成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。主流運(yùn)營(yíng)商在其VHTS系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，都將Q/V頻段作饋電鏈路使用。一方面，可完全將Ka頻段資源分配給用戶鏈路使用，系統(tǒng)容量將大幅提升；另一方面，可使單個(gè)信關(guān)站傳輸能力更大、管理的用戶波束數(shù)量更多，相同衛(wèi)星容量下所需的信關(guān)站數(shù)量就能減少，從而降低系統(tǒng)建設(shè)總成本。目前，Ka/Q/V頻段配置已成為超高通量通信衛(wèi)星頻率方案設(shè)計(jì)中的共識(shí)。6月，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）向休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司授予其500Gbit/s的下一代超高通量衛(wèi)星—休斯-95W[HNS-95W，又名丘比特-3（Jupiter-3）]的建造與運(yùn)行許可，標(biāo)志著全球首顆旨在采用Q/V頻段提供商業(yè)服務(wù)的通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)邁出重要一步。

隨著通信衛(wèi)星載荷小型化、大容量、高速處理轉(zhuǎn)發(fā)等趨勢(shì)發(fā)展，傳統(tǒng)電域微波信號(hào)處理與傳輸技術(shù)在有效載荷系統(tǒng)中的局限日益凸顯，如微波變頻載荷的多級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、隔離度低，高頻微波信號(hào)傳輸載荷的損耗高、質(zhì)量大，微波交換與處理載荷的電磁干擾等。因此，通過(guò)引入微波光子技術(shù)克服傳統(tǒng)電域微波信號(hào)處理與傳輸?shù)木窒蓿梢栽谕瓿上嗤δ艿幕A(chǔ)上節(jié)省大量空間，還可以升級(jí)衛(wèi)星容量（至數(shù)十波束）。12月，空客防務(wù)與航天公司通過(guò)名為“光地平線2020”（Optima Horizon 2020）的項(xiàng)目，驗(yàn)證并演示了光子衛(wèi)星有效載荷技術(shù)，并使其達(dá)到了6級(jí)的技術(shù)成熟度，從而做好了未來(lái)投入在軌原型演示驗(yàn)證的準(zhǔn)備。

打造GEO整星級(jí)通用靈活產(chǎn)品線

近年來(lái)，在運(yùn)營(yíng)商越來(lái)越追求在軌通信功能的靈活性驅(qū)動(dòng)下，衛(wèi)星制造商不斷加大對(duì)靈活載荷產(chǎn)品的投入，并逐步推動(dòng)載荷研制向通用化轉(zhuǎn)型，從而與公用平臺(tái)的成熟、模塊化設(shè)計(jì)研制相匹配，打造高軌大衛(wèi)星的整星級(jí)生產(chǎn)線，大幅壓縮研制周期和交付時(shí)間，推動(dòng)從定制生產(chǎn)向真正意義上的批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)移。2019年，波音公司、空客防務(wù)與航天公司和泰雷茲-阿萊尼亞航天公司均推出各自的靈活衛(wèi)星產(chǎn)品線。

波音公司702X系列產(chǎn)品線：波音公司基于為SES公司研制的“下一代另外三十億人”（O3b mPower）系列衛(wèi)星，推出了702X系列靜地通信小衛(wèi)星產(chǎn)品，該產(chǎn)品利用數(shù)字載荷和3D打印部件將干質(zhì)量3750kg的衛(wèi)星壓縮至只有1900kg，原本需要4500個(gè)部件和近1300條射頻電纜縮減至只需要348個(gè)部件和64條電纜，衛(wèi)星將采用固態(tài)放大器，設(shè)計(jì)壽命15年，用戶下單后3年交付，載荷采用模塊化設(shè)計(jì)，具備軟件定義功能，配備支持生成5000個(gè)點(diǎn)波束的相控陣天線，容量最大1Tbit/s。

泰雷茲-阿萊尼亞航天公司“靈感”（Inspire）系列產(chǎn)品線：該公司認(rèn)為，到2022年或2023年之后，靈活衛(wèi)星將成為高通量系統(tǒng)發(fā)展的主流，其新推出的名為Inspire產(chǎn)品線將研制一款新型全電衛(wèi)星產(chǎn)品，該衛(wèi)星強(qiáng)調(diào)質(zhì)量輕和采用數(shù)字有效載荷，可實(shí)現(xiàn)“一箭三星”的發(fā)射能力，衛(wèi)星質(zhì)量約2000kg，設(shè)計(jì)壽命15年，支持Ku和Ka頻段，容量在100～200Gbit/s。該公司期待在2020年底前拿到首份訂單，2023年完成首星研制，利用標(biāo)準(zhǔn)化部件來(lái)加快生產(chǎn)，后續(xù)衛(wèi)星制造周期將縮短至18個(gè)月。

空客防務(wù)與航天公司“一星”（Onesat）系列產(chǎn)品線：該公司在6月正式推出名為Onesat的產(chǎn)品線，并基于此獲得了國(guó)際通信衛(wèi)星-7（Inmarsat-7）系列3顆衛(wèi)星的研制訂單。Onesat主要具備的特點(diǎn)：一是基于模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化理念，采用設(shè)計(jì)制造一體化方法，可實(shí)現(xiàn)多星并行生產(chǎn)，將衛(wèi)星交付周期從3.5年縮短至1.5年；二是采用電推進(jìn)方式、降低發(fā)射質(zhì)量，結(jié)構(gòu)上采用緊湊化設(shè)計(jì)，衛(wèi)星尺寸小于傳統(tǒng)GEO衛(wèi)星，而且發(fā)射時(shí)，整流罩內(nèi)的衛(wèi)星可以相互堆疊在一起，不需要安裝單獨(dú)的適配器；三是載荷方面，在覆蓋上采用先進(jìn)的波束成形技術(shù)，具備生成數(shù)千個(gè)點(diǎn)波束的能力，可在數(shù)秒內(nèi)對(duì)波束覆蓋區(qū)做出調(diào)整，容量方面，突出可重構(gòu)能力，能根據(jù)用戶需求變化瞬時(shí)（毫秒級(jí)）調(diào)整容量分配策略，為熱點(diǎn)目標(biāo)區(qū)域集中提供數(shù)吉比特每秒的容量。

基于Onesat系列產(chǎn)品線的Inmarsat-7X

探索多軌聯(lián)合、衛(wèi)星+5G融合

在中低軌星座快速發(fā)展的沖擊下，傳統(tǒng)高軌衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商近年來(lái)已經(jīng)不斷加大對(duì)該領(lǐng)域布局，積極探索高中低軌聯(lián)合服務(wù)應(yīng)用的潛力。2019年，歐洲通信衛(wèi)星公司（EUTELSAT）的相關(guān)工作取得進(jìn)展。10月，該公司與泰雷茲-阿萊尼亞航天公司合作，在一架安裝了Thinkom Ka 2517相控陣天線的飛機(jī)上完成了跨GEO/中地球軌道（MEO）的機(jī)載寬帶業(yè)務(wù)演示。該飛機(jī)在飛行途中經(jīng)過(guò)數(shù)顆GEO和MEO衛(wèi)星，以及各顆衛(wèi)星的不同波束，但全程機(jī)載連接正常。這是全球第一次利用MEO衛(wèi)星進(jìn)行機(jī)載通信，在MEO和GEO衛(wèi)星之間實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫切換。飛行途中的數(shù)據(jù)下載速率達(dá)265Mbit/s，還成功開(kāi)展了4K視頻傳輸測(cè)試等大帶寬應(yīng)用測(cè)試。此次測(cè)試也將為SES公司未來(lái)“GEO高通量衛(wèi)星+O3b下一代衛(wèi)星”大規(guī)模應(yīng)用于機(jī)載市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。

2019年，隨著5G網(wǎng)絡(luò)在各國(guó)逐步投入商用，衛(wèi)星行業(yè)對(duì)5G融合應(yīng)用的研究進(jìn)度進(jìn)一步加快。11月，韓國(guó)電信衛(wèi)星公司（KT Sat）使用高麗衛(wèi)星-6（Koreasat-6）成功進(jìn)行了5G網(wǎng)絡(luò)傳輸測(cè)試試驗(yàn)。此次測(cè)試名為“衛(wèi)星+地面混合5G傳輸”，通過(guò)結(jié)合不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了基于衛(wèi)星通信干線鏈路的5G邊緣云媒體傳輸。除此之外，5月，Telesat公司、薩里大學(xué)與新科技公司（Newtec）合作測(cè)試，使用Telesat公司的低軌寬帶試驗(yàn)星開(kāi)展5G回傳測(cè)試。結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延僅為18～40ms，可以支持包括8K流媒體傳輸、視頻通話等在內(nèi)多類應(yīng)用，為衛(wèi)星+5G在海上、航空、聯(lián)網(wǎng)汽車等高耗帶寬應(yīng)用鋪平了道路。試驗(yàn)表明，低軌系統(tǒng)在融入5G網(wǎng)絡(luò)、提供寬帶服務(wù)方面具有重大優(yōu)勢(shì)。

總體來(lái)看，在全球科技革命、產(chǎn)業(yè)變革和市場(chǎng)需求變化的共同作用下，通信衛(wèi)星系統(tǒng)作為重要的全球性信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，正在經(jīng)歷前所未有的深度調(diào)整期，以超大容量、全球組網(wǎng)、靈活可調(diào)、安全可靠為主要特征，驅(qū)動(dòng)技術(shù)更迭與升級(jí)速度不斷加快，新理念、新模式、新應(yīng)用持續(xù)涌現(xiàn)，與其他天基信息系統(tǒng)的融合趨勢(shì)愈發(fā)明顯，與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代的交叉影響逐步深化。這些變化和趨向，已經(jīng)并將在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)對(duì)國(guó)際通信衛(wèi)星制造和運(yùn)營(yíng)服務(wù)領(lǐng)域產(chǎn)生沖擊，值得深入持續(xù)開(kāi)展研究。

Telesat公司開(kāi)展5G測(cè)試的天線設(shè)備