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商业航天-战略新兴产业

更新时间:2023-12-26 09:25:25 浏览量:416

2023年12月11日至12日在北京举行2023年中央经济工作会议,会议指出2024年以科技创新引领现代化产业体系建设。以科技创新推动产业创新,特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能,发展新质生产力。完善新型举国体制,实施制造业重点产业链高质量发展行动,加强质量支撑和标准引领,提升产业链供应链韧性和安全水平。

作为战略性新兴产业之一,商业航天再次被明确强调。

商业航天-战略新兴产业

卫星通信等非地面通信技术有助于无线网络从地表2D式“人口覆盖”,进化为3D式“全球空间覆盖”。非地面与地面通信系统的一体化,将直接实现全球的 3D 式覆盖。超低轨道(Very Low Earth Orbit,VLEO)是指距离地面高度约500km轨道,低于轨道高度600 -1200km传统低轨道(Low Earth Orbit,LEO)和35768km地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)。与传统LEO 或 GEO 卫星相比,基于 VLEO 巨型星座通信具有传输时延低、传播损耗小、区域容量高,且制造/发射成本低等多项优点,易于全球更广泛应用。不仅能在全球范围内提供宽带物联网和广域物联网服务,还将支持精确增强定位导航、实时地球观测等新功能,因此备受关注。

商业航天-战略新兴产业

卫星通信是全球通信生态系统5G-Advanced和6G重要组成部分。第三代伙伴关系项目(3rd GenerationPartnership Project,3GPP)已对卫星与5G新空口(New Radio, NR)技术一体化开展研究,并将其命名“非地面网络(Non-Terrestrial Network,NTN)”。前期NTN研究在漫游、广播和物联网(Internet of Things,IoT)等5G网络中集成卫星接入业务。基于5G新空口(NR-NTN)和物联网非地面网络(IoT-NTN)已获批。再生卫星和透传卫星均将支持NR基本特性。后继将加入6G NTN及其他功能增强和新特性,包括地面网络(Terrestrial Network,TN)与 NTN 一体化,以及基于5G和5G-Advanced NTN频谱效率提升。具有超高密度 VLEO 星座的 NTN 将成为 6G 网络的一部分,并在确保通信接入服务的极度灵活性方面发挥关键作用。

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卫星通信有助于弥合“数字鸿沟”,2030 年以后还将在确保固定和移动用户的数据连接方面发挥至关重要的作用。

中国星网主导承担我国大型卫星通信工程“GW”星座计划。国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)公开资料显示,“GW”星座包含两个子星座GW-A59和GW-2,总卫星数12992颗。其中GW-A59(6080颗卫星)分布在500km附近极低轨道, GW-2(6912颗卫星)分布在1145km近地轨道。“GW”星座计划对我国国家战略具有非常重大意义。

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在卫星轨道层面,测算数据显示地球低轨卫星总容量约6万颗。Space X的Starlink项目已发射1900 多颗卫星,凭此成为世界理想卫星通信运营商。其规划4.2万颗卫星将占用大部分轨道空间(含极低和近地轨道),同时全球其它主要星座计划也在积极争夺资源。为获取宝贵轨道空间,避免面临无轨道可用困境,作为我国空间互联网体系建设正式启动之举,“GW”星座计划时不我待,寸阴是竞。

商业航天-战略新兴产业

在波段频率层面,不同频率信号传播损耗不同,因此选择优质频段非常关键。在卫星信号传输中,0.3~10 GHz频段损耗最低,30 GHz频段附近损耗也较小。C频段(4~8 GHz)多用于地球静止轨道卫星通信(电视、广播等),目前已基本饱和。Ku频段(12~18 GHz)增益高,可被小型地面设备接收,目前也相对饱和。Ka频段(27~40 GHz)和V频段(40~75 GHz)雨衰更大,频率更高,带宽更大,适合高速卫星通信,近年来发展迅速。

商业航天-战略新兴产业

低轨卫星网络建设需要巨额投入,据估算卫星网络整体建设费用为CNY几百亿元,无论央企或民企都难以单独承担。国家牵头合力建网,火箭/卫星公司作为项目供应商,在技术质量、制造能力、卫星价格等标准体系竞标,全社会各方面通力合作的市场化竞争机制是项目成功要素。目前中国星网与上海、重庆市政府达成战略合作协议,项目入围企业从十余家呈现增长态势。“GW”星座不仅提供覆盖全球高速网络通信服务,而且加速我国航海/航空,信息安全、导航定位、气象研究、灾害预警等诸多领域升级,还能拓展全球市场给卫星制造、运载火箭、地面基站、用户设备、网络应用等全产业链带来更多发展机会。据预测,2028年我国卫星互联网年产值有望达到CNY4千亿元,其中卫星制造404亿元,火箭发射181亿元,地面基站/设备1716亿元,卫星应用1734亿元。

商业航天-战略新兴产业

当前卫星互联网产业正迎来巨大市场机遇,面向该行业应用主推热租测试工具:

一、KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG)的丰富功能可实时生成信号和减损,满足卫星通信、数字应用、光电通信、高级研究和宽带雷达等需求。使用 FIR 滤波器和其他 DSP 功能可进行脉冲成形和改变光极限条件,例如偏振模色散(PMD)或相位噪声。使用实时模式、序列生成功能和深存储器,可突破以往限制,探索新测试领域,把握新机遇。

核心参数:

  • 采样率:最大 65 GSa/s
  • 高通道密度:1、2 或 4 通道/模块,使用 M8197A 可同步 4 个模块共16 通道
  • 输出幅度: 1 Vpp(单端)或 2 Vpp(差分)
  • 信号波特率>32 GBaud

KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG) KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG)
KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG)

二、KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器具有超低噪声和高信号保真度,更全面探测及分析应用软件功能,支持全方位升级。提供多带宽条件准确测量,深入洞察信号真实特性。通过硬件加速测量分析,宽带毫米波测量EVM 性能可媲美其他先进信号分析仪。因此非常适合苛刻多通道应用,例如相干光调制100G -1T+ 数据通信系统调试、PCIe 5.0技术调试、兼容雷达、卫星USB 3.x、DDR5 PAM4和NRZ研究等。同时支持快速缩放波形聚焦,卓越测量特性捕捉信号异常波动细节,提供全新波形调试体验。

核心参数:

  • 带宽:5 -110 GHz
  • 通道数:1、2或4 -channel
  • 最大存储器深度:2 Gpts
  • 最高采样率:256 GSa/s
  • ADC位数:10位;最大DDC带宽:2.16 GHz

KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器 KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器
KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器

三、KEYSIGHT N9040B(OP:50GHz)UXA 信号分析仪卓越性能表征当今 5G、802.11ax/ay、卫星、雷达、电子战等应用中更复杂的信号,包括快速跳频、宽带和瞬态信号。 优异相位噪声性能和宽广无杂散动态范围可以让研发者全面了解设计纯度。

具体参数包括:

  • 2 Hz ~50 GHz,
  • 最大分析带宽:1 GHz;最大实时带宽:510 MHz(1 GHz时)
  • 10KHz频偏处相位噪声:-135dBc/Hz

KEYSIGHT N9040B 频谱分析仪 KEYSIGHT N9040B 频谱分析仪
KEYSIGHT N9040B 频谱分析仪

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