北斗卫星区域组网完毕激光技术新发展

2012-11-01 01:41

　　卫星激光反射器是一种光学设备，通过将地面激光站发射到卫星的激光脉冲反射回地面站，实现对卫星距离、轨道的精确测量。但是，由于导航卫星一般都在数万米的高空，距离远，激光回波信号较弱，不易测量，激光发射器的设计、加工因此成为难点。

　　由中科院上海天文台研制的激光反射器，采用国产石英玻璃，具有重量轻、面积较小、回波信号较强和测量精度高等特点，多项技术指标都优于美国、俄罗斯的同类产品。从2008年12月起，多套由不同国家生产的激光反射器分别安装在GPS导航系统、伽利略导航系统以及北斗导航系统的试验卫星上，开展性能“大比拼”。结果显示，中国北斗二代试验星安装的国产激光反射器，其返回信号显著强于其他卫星。

　　第一、通信

　　1、卫星激光通信是以激光为传输媒介，在卫星之间建立光通信链路，实现数据传输的技术。卫星激光通信系统与微波通信系统相比具有以下优点：

　　大信道容量

　　激光的频率比微波高3到4个数量级，作为通信的载体意味着更大的可资利用频带。光通信每通道的数据速率可达20Gb/s以上，并且还可采用波分复用的技术使通信容量成倍上升，随着技术的进步还将有大幅度上升。

　　低功耗

　　激光的发散角很小，能量高度集中，落在接收机的望远镜天线上的功率密度高，从而发射机的发射功率可以大大降低，通信发射机功耗相对较低。这对于卫星通信这种功率资源宝贵的场合十分适用。

　　重量轻

　　发射机较低的发射功率和功率消耗使得发射机及其供电系统的重量得以下降；同时因为激光的波长短，在同样的发射波束发散角和接收视场角要求下，发射和接收望远镜的口径都可以较小。激光通信摆脱了微波系统巨大的碟形天线，重量和体积可以减轻很多，这对于卫星通信是十分有利的。

　　高度的保密性

　　激光具有高度的定向性，发射波束纤细，并且在短时间内能够传输大量数据，从而减少持续通信时间。因此卫星激光通信具有高度的保密性和抗干扰性，能有效地防止窃听和侦测，对于军事和民用都有较大的意义。典型的卫星激光通信系统波束发散角为10rad。