引用本文:

赵烨,熊建林,刘向南,等. 深空微波激光通信一体化技术现状及关键技术[J]. 光通信技术,2021,45(1):16-21.

深空微波激光通信一体化技术现状及关键技术

赵 烨,熊建林,刘向南*,蒋培文

(北京遥测技术研究所,北京 100094)

【下载PDF全文】 【下载Word】

摘要:深空飞行平台促进了深空微波激光通信一体化技术的快速发展,但受空间搭载条件的限制,深空飞行平台对通信载荷的集成化和综合化的需求愈加明显。综述了国内外深空微波激光通信一体化技术的发展现状,分析了深空微波激光通信一体化技术涉及的主要关键问题,指出了微波激光通信一体化技术的发展趋势。

关键词:深空通信;卫星通信;微波通信;激光通信;微波激光通信一体化

中图分类号:TN256  文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)01-0016-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.01.004

0 引言
        深空探测是人类探索宇宙奥秘、寻求长久发展的科学活动,对深空的探测和开发具有十分重要的科学价值和经济意义。随着深空探测任务多样化、复杂化的发展,对深空通信载荷提出了高速化、轻量化、小型化、综合化和集成化的应用需求。对于深空通信应用,虽然微波通信难以满足未来深空探测任务对高速数据回传需求,但是微波通信链路的可靠性和可通率却很高,因此微波通信仍将是深空探测的主用通信手段。激光通信具有通信速率高、方向性强以及载荷体积小、重量轻和功耗低等特点,可满足未来深空探测活动对高速通信、超远距离传输等需求,在未来的深空探测领域具有良好的应用前景。兼顾深空通信链路的高可靠性和高速率化应用需求,可以预见,未来深空微波通信和激光通信将相辅相成、融合发展。
   受空间搭载条件的限制,深空飞行平台对通信载荷的集成化和综合化的需求愈加明显。为进一步降低通信载荷对飞行平台的搭载资源需求,将微波通信载荷和激光通信载荷整合为一体化通信载荷(即共用收发天线、跟踪机架和电学单元等部分),并通过这2种通信频段的灵活切换实现互备份,成为提高深空通信链路可靠性、改善深空通信系统兼容性、提升深空通信品质和节约深空飞行平台资源的一种有效解决途径。本文将综述国内外深空微波激光通信一体化技术的发展现状、趋势和关键问题。

3 结束语
       深空微波激光通信一体化技术的出现改进了微波通信和激光通信系统的传统结构,促进了微波通信与激光通信的融合发展,并保证了现有设施和技术的继承性。相比于传统的深空通信技术,微波激光通信一体化技术提高了深空通信系统的性价比和兼容性,有效降低了通信载荷的体积、重量和功耗,是未来卫星及深空通信技术的重要发展趋势。目前,国外已经完成了深空微波激光通信一体化关键技术攻关和样机研制,启动了后续工程应用规划;而国内目前尚未开展对卫星及深空微波激光通信一体化技术的研究,因此需制定相应研究计划并加快研究进度,为未来我国深空测控网光通信系统建设提供技术支撑。随着微波激光通信复合需求的不断增加,微波激光通信一体化技术在卫星及深空通信方面优势的逐渐凸显。在不久的未来,微波激光通信一体化技术将获得快速的发展,并在深空以及各类卫星通信系统中获得广泛应用。