卫星应用产业发展方向研究论文
一、迅速发展的中国运载火箭技术1956年10月8日，中国第一个火箭导弹研究机构——国防部第五研究院正式成立，这标志着中国航天事业从此拉开序幕。1970年4月24日，中国长征1号运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功地发射了第一颗人造地球卫星“东方红1号”，迈出了中国发展航天技术的第一步，标志着中国已正式进入航天时代，并使中国成为世界第五个独立研制和发射卫星的国家。1981年9月20日，中国用风暴1号运载火箭同时将3颗卫星送入轨道，它使中国成为世界第三个实现一箭多星技术的国家。1984年4月8日，中国用新研制的长征3号火箭首次将东方红2号试验通讯卫星送入赤道上空静止轨道运行，中国由此成为世界第三个掌握氢氧发动机技术的国家和第五个独立发射地球静止轨道卫星的国家。1988年9月7日，中国长征4号甲运载火箭成功发射中国第一颗风云1号A气象卫星，它表明中国是世界第四个掌握发射太阳同步轨道卫星技术的国家和第三个拥有极轨气象卫星的国家。1990年4月7日，中国长征3号运载火箭成功地发射了美国制造的亚洲1号通信卫星，使中国成为世界上第三个进入国际卫星发射服务市场的国家。1999年5月10日，长征4号乙火箭首次发射获得成功，并把风云1号C气象卫星和实践5号科学实验卫星送入轨道，这也是长征系列火箭第65次飞行，总计发射卫星80颗，其中中国卫星51颗，外国卫星29颗。中国运载火箭的捆绑技术、氢氧发动机技术、一箭多星技术、发动机真空状态下二次点火技术等，使地球同步轨道运载能力从吨提高到5吨，低地球轨道运载能力从吨提高到吨，同时成功开发了用于近地点变轨的EPKM固体发动机和用于发射铱星的卫星分配器。长征火箭的最大运载能力与发射入轨精度已与美国、俄罗斯、欧空局的火箭相当。目前，中国长征系列运载火箭技术已处于国际先进水平。二、飞速发展的中国卫星技术自1968年2月20日中国空间技术研究院成立以来，中国的卫星技术也取得了飞速发展，研制成功了实验卫星、返回式遥感卫星、地球静止轨道通信卫星和气象卫星、太阳同步轨道气象卫星、地球资源卫星等，并在卫星返回、一箭多星、卫星通信、卫星遥感、卫星姿控、卫星热控、微重力试验和空间环境地面模拟试验等方面达到较高水平，其中有些项目已跨入世界先进行列。1984年4月8日，中国试验通信卫星发射成功，开创了中国卫星通信的新时代。目前中国已成功发射了5颗东方红2号系列通信卫星，承担着全国30路对外广播、中央电视台一、二套节目和8000路卫星电话的传输，使全国收看电视的人口覆盖率由30％提高到83％～84％。1997年5月12日，载有24个C波段转发器的中容量通信卫星“东方红3号”顺利入轨，它可同时转发6路彩色电视和近8000路双程电话，相当于6颗东方红2号甲卫星，能满足2000年甚至更长一段时间卫星通信的要求。1988年、1990年和1999年，中国先后发射了3颗风云1号极轨气象卫星，1997年发射了首颗风云2号静止轨道气象卫星，这不仅使中国成为世界第三个同时拥有两种气象卫星的国家，而且还大大加速了中国气象卫星的现代化，使其在天气预报、减灾等领域发挥了重要作用。1991年7月～8月，长江流域遭受特大洪涝灾害，要不要分洪是个重大决策问题，气象部门根据气象卫星的云图资料，及时、准确地判断出天气变化趋势，帮助政府作出了不分洪的决定，使40万人免离家园，4万公顷良田免遭水淹，仅此一项就减少损失6亿多元。1975年11月26日到1996年10月20日，中国共发射17颗返回式卫星，其中16颗安全回收。回收成功率达94％，这些返回式卫星是遥感技术卫星，它所获得的卫片具有比例尺较大、图像清晰、灰度等级较高、视野开阔、速度快、地面分辨率高等特点。因此，在国土资源普查、地质勘探、水利建设、地图测绘、环境监测、铁路选线、文物考古、城市规划等领域得到广泛应用。例如，在修建大秦铁路时，最初认为桑乾河是不可通行的地段，铁路需绕行40千米，还要占用数千亩良田，后对返回式遥感卫星的卫片研究后发现，桑乾河的地质条件可让铁路通过，这样就为国家节省了4亿多元的投资。1988年8月22日，中国空间技术研究院（CAST）和巴西空间研究院（INPE）在北京签订了关于联合研制中巴地球资源卫星的协议书，并于1999年10月14日用长征4号运载火箭成功地将中巴联合研制的首颗地球资源卫星送入预定轨道。地球资源卫星是一种利用星载遥感器获取地球表面图像数据，用以进行地球自然资源调查和生态环境监测的遥感卫星，具有视点高、视域广、数据获取快和可重复覆盖、连续观测等特点，可在国土整治、农林、水利、地矿、测绘、海洋和环境等方面大显神威。它的研制成功，标志着中国传输型遥感卫星研制已获得突破性进展，填补了中国没有自主的陆地资源遥感卫星的空白。三、中国已具备载人航天的基本条件1961年4月12日，苏联航天员加加林乘“东方1号”宇宙飞船进入太空，开创了载人航天之先河。载人航天是人类驾驶和乘坐载人航天器在太空中从事各种探测、研究、试验、生产和军事应用的往返飞行活动。其目的在于突破地球大气屏障和克服地球引力，把人类活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，更广泛深入地认识整个宇宙。并充分利用太空和载人航天器的特殊环境进行各种研究和试验活动，开发太空极其丰富的资源。截止到1998年底，全世界共进行了216次载人航天飞行，其中美国124次，苏（俄）92次，共有795人次上天，开展了前所未有的空间实验活动。40多年来，中国一代代航天人以“两弹一星”精神创造了一个个奇迹，如今在运载器、测控、发射场和返回式航天器等方面已跨入世界先进行列。这一切，都为中国载人航天的发展奠定了坚实的基础。首先，中国目前已拥有发射载人航天飞船的运载工具。前苏联和美国第一代载人飞船东方号和水星号重量分别是吨和吨；第二代飞船联盟号和双子星座号的重量分别为吨和吨，而中国现有的长征2号E运载火箭的发射能力，已能把吨有效载荷送入近地轨道，上述苏（俄）、美两代载人航天飞船均可被它发射入轨。其次，中国研究空间航天器的生命保障系统已有20多年历史。早在1964年，中科院生物物理研究所就进行了航天生物学、医学试验。1990年10月，中国首次载有高等动物的科学试验卫星在太空运行8天后安全返回地面，搭载的有小白鼠、果蝇、蚕卵和植物种子等生命体。试验显示：中国航天器生命保障系统的设计是成功可靠的。第三，中国已成功地进行了不载人飞船的发射试验。1999年11月20日6时30分，中国第一艘不载人试验飞船“神舟”号在酒泉卫星发射中心用新型长征运载火箭发射升空，并于21日3时41分在内蒙古中部地区成功着陆。“神舟”号试验飞船的成功发射与回收，标志着中国载人航天技术又有新的重大突破。此外，中国目前有两名航天员被派往俄罗斯接受培训，还有一批航天员在国内太空人培训基地接受训练。总之，中国已具备了载人航天的基本条件，中国的载人航天已万事俱备、呼之欲出
近年来,随着美国新经济的疲软,学术界对高技术产业也颇多微辞。有学者认为高技术产业并没有从根本上改变我们的生产方式和经济活动方式,个别学者甚至提出“不管是土豆片还是芯片,能赚钱就是好片”的极端见解,并主张中国应该根据比较优势理论大力发展劳动密集型产业。那么,事实究竟如何?未来的高技术产业究竟将向何处发展?这里不妨从技术—经济范式变迁的角度出发,就这个问题提出几个基本判断。 判断之一,从大的背景来看,以信息技术为代表的高技术产业正在成为一个新的主导产业群,这样一个基本趋势并没有改变。自上世纪80年代以来,世界经济一直处在向新的技术—经济范式转变的过程之中,信息通讯技术在这个过程中扮演了关键的角色,个人计算机和网络是两大核心技术突破。迄今为止,高技术产业所涵盖的信息、生物、新材料、能源、海洋、宇航等六大技术产业部门都已经出现了重大的技术突破,并且正处于大规模商业化应用的过程之中或者正在孕育着大规模的商业化应用。可以预期,在未来的30—50年里,这样一些高技术产业将日益成熟,并成为各国经济发展的新一代主导产业群。 由于高技术产业均为知识密集型产业,而且具有强大的向下兼容能力即改造传统产业的能力,因此,高技术产业的发展导致发达国家的产业结构出现了明显的软化趋势,制造业所占比重越来越低,而服务业特别是知识密集型的金融服务业与高技术服务业所占比重越来越高。在发达国家,服务业所占比重一般都在60%以上,美国和瑞士甚至超过70%。1987—2000年间,美国制造业占GDP的比重下降了个百分点,而金融保险与房地产等服务业部门所占比重却从将近73%提高到77%以上。可以肯定地说,发达国家产业结构的软化趋势将会越来越明显,而且会越来越普遍。 高技术产业发展所带来的另一巨大变化就是国际竞争空前激烈,竞争的战线进一步前移。这主要表现在两个方面:其一,市场竞争的焦点已经不仅仅是最终产品的竞争,而是研究开发方向选择与速度的竞争。谁能够抓住正确的研发方向,并以最快的速度开发出新产品,谁就能够在市场上立于不败之地。正因为此,美国工业界的研发支出在1992—2002年间翻了一番,从950亿美元增加到1900亿美元。其二,研发国际化趋势日益明显。根据美国《工程与技术指标》(2002)的数据,1998年有375家外国公司在美国经营着715家研发机构,其中日本251家,德国107家,英国103家;美国公司1997年在国外建立了186家研发机构,其研发支出在1997—1998年从170亿美元增加到220亿美元;如果再加上美国母公司在国外的150亿美元研发支出的话,这个数字就更为可观了。 判断之二,信息技术产业的未来发展方向是:在近期(半年到一年),信息技术产业仍然需要一段调整期,以消化上世纪90年代在信息技术领域大量投资所形成的生产能力;在中长期,信息技术产业将在既有的大规模信息处理技术的基础上,进一步向网络化、服务化的方向发展,以进一步改善人们的生活质量,使人们的生活更加方便。 据国际半导体工业产能统计协会(SICAS)统计,目前集成电路晶圆的全球生产能力利用率为:1999年第四季度为年四季度平均为年四季度平均为年前三个季度平均为。由此可见,晶圆工业的生产已经走出低谷,超过了2001年上半年的水平。但是,按美国全国电子制造商协会(NEMA)统计,美国电子制造工业设备生产能力利用率在2002年8月、9月、10月分别只有、、,基本维持在接近75%左右的水平上。据此判断,目前的信息技术产业还处于调整过程之中,复苏乏力,但这一过程应该不会持续很长时间。 从中长期的发展趋势来看�由于目前利用硅晶体制造芯片的最新技术已经达到微米,估计在2015年前后硅基芯片技术将达到技术上的极限�而新的芯片材料技术——砷化镓,在技术上还不成熟,因此�未来信息技术产业的发展方向不在信息技术产品的制造方面,而在于如何利用现有的技术进行集成创新。美林公司分析师认为�信息技术产业的赢利点将由目前越来越趋于饱和的硬件部门转向软件、服务以及咨询部门。对于企业来说,现在的问题不是是否应用信息技术,而是如何探索利用信息技术的新的盈利模式;对于普通消费者来说,目前的普遍感觉是信息技术产业中的技术供应已经足够多、足够好了,未来的关键是扩大应用,进一步大众化,摆脱购买—升级的恶性循环。 判断之三,生物技术产业在未来的10—15年左右将有可能替代信息技术成为新的主导产业。2000年提前完成的人类基因组测序工作,使人们对生物技术的发展前景有了新的认识和判断,目前国内外学术界已经在对其他一些复杂物种的基因排序进行测定。因此,生物技术的产业发展前景无疑是非常可观的。从目前情况来看,生物技术产业已经达到了相当的规模。在美国,2001年共有1457家生物技术公司,其中342家是上市公司;这些上市公司按市场价格计算的市场资本总额在2002年5月为2240亿美元;生物技术工业的规模自1992年以来扩大了三倍多,收入从1992年的80亿美元增加到2001年的276亿美元;生物技术工业目前雇佣着万人。根据生物技术工业组织(BIO)的数字,1999年,生物技术产业的直接活动、间接活动和诱致活动就为美国经济贡献了437400个工作岗位和470亿美元的商业收入,联邦、州和地方政府来自生物技术产业的税收估计在100亿美元左右。 但是,另一方面,生物技术又是世界上研究密集程度最高的产业之一,技术创新周期较长。美国生物技术工业在2001年用于研发的支出达到156亿美元;2000年五家最大生物技术公司平均每个雇员的研发支出是89400美元。不仅如此,美国政府也大力支持生物技术研究。在2002财政年度的美国政府亿美元研发支出中,非国防支出为亿美元,其中一半以上投入卫生保健研究,特别是生物技术研究,约占美国政府研发支出总额的。据测算,一种生物技术药品的研发周期为2—10年,此后要经过实验室和动物测试、三期临床试验、美国食品和药品管理局(FDA)评审和进入市场后的检测等,而这又需要6年左右的时间。因此,一种生物技术药品的平均上市时间为8—16年左右。据此判断,即使是目前正在进行临床试验的生物技术药品,进入市场至少还需要5年以上的时间。因此,至少从中短期来看,生物技术还不可能完全替代信息技术产业的主导地位。 判断之四,以纳米技术为代表的新材料技术在未来的20年内还不可能成为新的主导产业。虽然早在1998年美国总统科技顾问尼尔·雷恩曾这样说,“如果有人问我哪一个科学与工程领域最有可能在明天发生技术突破的话,我会告诉他,那就是纳米层次上的科学与工程”,而且美国政府2000年2月发表的“全国纳米技术倡议”即以“导向下一次产业革命”作为它的副标题,但是,在未来的20年内,真正意义上的纳米技术还不可能成为新的主导产业。事实上,各国对于纳米科学技术的研发投资状况也充分说明了纳米科技的研究成果距离实际应用还存在着相当大的差距。1997年,世界各国政府对于纳米技术研究开发的资助总额不足5亿美元。其中,西欧为亿美元,日本为亿美元,美国为亿美元,其他国家或地区共计投资7000万美元左右。2000年美国政府预算中用于纳米技术研究的政府投资只有亿美元,2001年也仅为亿美元。这样的增长幅度虽然惊人,但与美国每年投放在信息技术研发方面的448亿美元、生物技术领域的300多亿美元相比,这点经费投入简直是微不足道的。很显然,如此之小的研发规模不可能支撑起一个主导产业技术的形成与发展。 判断之五,相比之下,航空航天技术产业化的前景可能更为乐观一些。特别是20世纪90年代卫星通信转向数据传输、移动通信和电视直播方向发展以来,通信卫星技术有了突飞猛进的发展。联合国和平利用外层空间委员会统计,到1996年底已经形成了一个年产值770亿美元、年增长率20%以上的新型空间技术开发与应用产业。目前,新型空间技术开发与应用产业规模近1200亿美元,到2005年其规模将超过2000亿美元。如果再加上关联产业如航天保险、全球卫星导航系统应用、地理信息系统应用等,航空航天技术产业的规模还要大一些。美国国家安全空间管理与机构评估委员会2001年发表的一份研究报告声称,国际空间工业2000年的利润已经超过了800亿美元,预计今后10年利润还将增加两倍多;有的学者甚至预计到2010年全球商业性航天活动的收入将达到5000亿—6000亿美元的规模。
在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字，谢谢你的阅读。
航天技术与信息现代化
摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。
经由卫星实况转播这个 短语 是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。
人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。
在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和 文化 的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。
一、空间信息高速公路
世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。
信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府 报告 中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供 教育 、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。
所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以 其它 通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。
空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。
在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10～15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。
地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。
空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。
因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。
二、信息社会对应用卫星的需求
1?静止通信卫星网
美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。
2?低轨道卫星群移动通信系统
在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400～500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。
3?大容量激光卫星通信
激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13～10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。
中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145～150个卫星转发器,到2010年,将需要588～837个卫星转发器。
三、空间信息高速公路将推动社会经济发展
随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:
1?巨大的商业利益
为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解 方法 。
3?推动高新技术发展
建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。
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卫星通信论文发展
从1970年4月，自中国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”起，中国通信卫星事业发展已近50年。据忧思科学家联盟统计截至2020年8月份，全球在轨通信卫星1378颗，其中美国、英国和俄罗斯是国外通信卫星领域的前三强，中国通信卫星数为52颗，与美国相差甚远。
2019年中国共发射卫星54颗，其中通信卫星12颗，占比为，比例快速提升。伴随低轨宽带通信卫星系统应用领域不断成熟、火箭发射能力提升、成本下降，中国低轨宽带通信卫星市场空间有望快速发展。
中国通信卫星行业——定义及分类
通信卫星是人造卫星的一种，是卫星通信系统的空间部分。作为无线电通信中继站，通信卫星通过转发无线电信号，实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的无线电通信。
通信卫星可传输电话、电报、传真、数据和电视等信息。一颗地球静止轨道通信卫星约可覆盖40%的地球表面，使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。在赤道上空等间隔分布的3颗地球静止轨道通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。
中国通信卫星发展历程
从1970年4月，自中国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”起，中国通信卫星事业发展已近50年。在通信卫星研制领域，经过“东方红二号”、“东方红三号”、“东方红四号”、“东方红五号”四代卫星的研发经验积累，中国通信卫星行业目前可研制固定卫星、中继卫星和直播卫星等通信卫星，通信卫星频谱范围涉及S、C、Ku、Ka等各个频段，卫星等级涵盖小型到超大型卫星。中国已成为全球范围内少数可独立设计、研制大容量通信卫星的国家之一。
中国在通信卫星数量上远远落后美国
国外通信卫星领域的发射活动与各国整体发展能力和在轨规模相适应。国外通信卫星领域的发射活动与各国整体发展能力和在轨规模相适应。据忧思科学家联盟统计截至2020年8月份，全球在轨通信卫星1378颗，其中美国、英国和俄罗斯是国外通信卫星领域的前三强，中国通信卫星数为52颗，与美国相差甚远。而日本、印度、加拿大等国位列其后，通信卫星数均在20颗以上。
中国通信卫星的发射占比逐渐增加
2019年中国共发射卫星54颗，其中通信卫星12颗，占比为，比例快速提升。中国通信卫星数量占比与美国相比差距较大，可见未开发市场空间巨大。伴随低轨宽带通信卫星系统应用领域不断成熟、火箭发射能力提升、成本下降，中国低轨宽带通信卫星市场空间有望增速发展。
国内低轨卫星通信计划蓬勃开启
由于过去卫星通信成本较高、传输速度较差，加之我国拥有较为发达的地面通信系统建设，我国的卫星通信市场特别是民用卫星通信市场规模较小，渗透率较低。根据中国电信统计，截至2019年底中国卫星通信市场仅有约30多万用户。但随着国家重点项目建设、政策引导和建设成本降低，我国企业也积极推出了多个通信卫星星座计划。
2018年12月，我国分别发射了低轨宽带卫星通信系统“虹云”工程和“鸿雁”星座的首发星，标志着我国低轨宽带卫星通信系统建设实现零的突破。2020年4月，卫星互联网被正式纳入新型基础设施建设国家战略，更是为通信卫星发展注入了强心剂。
—— 更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国卫星应用行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
（1）固定业务1972年，我国开始建设第一个卫星通信地球站，1984年成功地发射了第一颗试验通信卫星，1985年先后建设了北京、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州等5个公用网地球站，正式传送中央电视台节目。此后又建成了北京、上海、广州国际出口站，开通了约万条国际卫星直达线路；建设了以北京为中心，以拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州、西安、成都、青岛等为各区域中心的多个地球站，国内线路达10 000条以上。专用网建设发展非常迅速，人民银行、新华社、交通、石油天然气、经贸、铁道、电力、水利、民航、中核总公司、国家地震局、气象局、云南烟草、深圳股票公司以及国防、公安等部门已建立了20多个卫星通信网，卫星通信地球站(特别是VSAT)已达万座。（2）卫星电视广播业务1984年，“东方红”卫星发射成功，开创了我国利用卫星传送广播电视节目的新纪元。截止2015年，中央电视台4套、教育台、新疆、西藏、云南、贵州、四川、浙江、山东、湖南、河南、广东、广西、河北等十几个省级台的电视节目和40多种语言广播节目已上卫星传送，已有卫星电视地面收转站十万个，电视专收站(TVRO)约30万个。很多系统采用了比较先进的数字压缩技术。（3）卫星移动通信业务卫星移动通信主要解决陆地、海上和空中各类目标相互之间及与地面公用网的通信任务。我国作为INMARSAT成员国，北京建有岸站，可为太平洋、印度洋和亚太地区提供通信服务。另外，我国逐步开展机载卫星移动通信服务。石油、地质、新闻、水利、外交、海关、体育、抢险救灾、银行、安全、军事和国防等部门均配备了相应业务终端。现我国已进入INMARSAT的M站和C站，有近5000部机载、船载和陆地终端。（4）未来展望随着我国现代化建设和以多媒体为代表的信息高速公路的发展，今后10年我国卫星通信将有一个更大的发展，并将以我国自主的大容量通信卫星为主体，建立起完善、长期稳定运行的卫星通信系统。若以每年递增15%～17%计算，到2002年，卫星通信公用网开通的线路将是1996年的～3倍，大、中城市将建立起大、中型卫星通信地球站约50～60座，中、小型地球站约200～300座(不包括VSAT站)。到2005年，卫星通信公用网线路将发展到数十万条。我国今后卫星通信技术发展趋势为：① 开发新频段，提高现有频段的频谱利用率。从现有单一的C频段发展到Ku、Ka、UHF、L、S、X等频段。② 公用干线通信网向高速、数字、宽带发展，速率将达60Mbit/s、120Mbit/s和1000Mbit/s，并利用SDH和ATM，建立国家信息高速公路——天基宽带综合业务数字通信网。③ 进一步发展小型化、智能化VSAT专用卫星通信网。业务也将从单一的数据或话音为主，发展为话音、数据、图文、电视兼容的综合业务。④ 卫星移动通信系统将大力发展新技术，如星上大天线技术、多波束技术、星上交换、星上处理和星间链路技术、越区切换技术等。⑤ 开展卫星通信网与其他异构网的互通、互联,完成异构网协议变换，网络同步与交换技术及信令呼叫接口技术等。⑥ 网络管理和控制及网络动态分配处理的自动化技术。⑦ 卫星通信网的网络安全、保密技术。⑧ 与我国卫星通信设备产业化发展有关的生产、工艺加工技术等等。展望21世纪，卫星通信将获得重大发展，尤其是世界上新技术，如光开关、光信息处理、智能化星上网控、超导、新的发射工具和新的轨道技术的实现，将使卫星通信产生革命性的变化，卫星通信将对我国的国民经济发展，对产业信息化产生巨大的促进作用。
在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字，谢谢你的阅读。
航天技术与信息现代化
摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。
经由卫星实况转播这个 短语 是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。
人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。
在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和 文化 的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。
一、空间信息高速公路
世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。
信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府 报告 中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供 教育 、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。
所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以 其它 通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。
空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。
在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10～15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。
地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。
空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。
因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。
二、信息社会对应用卫星的需求
1?静止通信卫星网
美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。
2?低轨道卫星群移动通信系统
在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400～500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。
3?大容量激光卫星通信
激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13～10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。
中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145～150个卫星转发器,到2010年,将需要588～837个卫星转发器。
三、空间信息高速公路将推动社会经济发展
随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:
1?巨大的商业利益
为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解 方法 。
3?推动高新技术发展
建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。
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卫星通信双线极化天线馈源阵列分析的论文
摘要 ：本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列，该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中，实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪，降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求，从而大幅降低伺服系统成本，拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。
关键词 ：馈源阵列；动中通；微带天线
1引言
星地动中通天线系统满足了用户通过卫星在动态移动中传输宽带数据信息的需求，使车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星，不间断传送语音、数据、图像等信息[1][2]。目前，动中通天线主要用Ku频段与固定轨道卫星进行通信[3]，需同时覆盖上行/下行频段，其中上行频段为，下行频段、，上行和下行频段为双正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间的流畅通信，动中通天线要实时指向通信卫星，同时为避免天线发射时对邻近卫星的干扰，移动设备在运动中天线的跟踪误差要小于°，并且馈源也要进行旋转跟踪，接收和发射间的极化隔离度要大于30dB[4][5]。国内外已有多家企业推出了动中通天线产品，如以色列RaySat公司的多组片天线、美国TracStar的IMVS450M产品等[6]。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求，上述动中通天线中均包含有自动跟踪系统，在初始静态情况下，由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角，然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角，在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位，并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中，测量出载体姿态的变化，通过数学运算变换为天线的误差角，通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中天线对星保持在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。高精度的伺服系统始终是传统动中通天线系统的关键部分。通常情况下，由于动中通天线具有较大的口径（一般约为）及重量，造成了高精度伺服系统具有较高的成本。目前，应用于动中通天线的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万，占整个动中通天线系统成本的很大部分，限制了动中通卫星天线在民用领域的广泛应用[5]。
2双线极化天线馈源阵列
为了克服现有的动中通天线跟踪伺服系统所需精度高、成本高等缺点，我们开发了一种双线极化天线馈源阵列，可应用于单反射式或卡塞格伦式卫星通信天线中，结合后端的多通道数字波束形成（DigitalBeamForming，DBF）技术实现天线系统的机电融合跟踪，最终通过“大角度低精度机械跟踪”与“小角度多通道DBF精确跟踪”相结合，在实现天线系统对卫星的高精度跟踪对准的同时，降低对伺服系统的精度要求，从而降低伺服系统的成本。此馈源阵列为中心对称式结构，阵列的中心放置在单反射式或卡塞格伦式天线的焦点处，当对阵列中不同单元进行馈电时天线将辐射不同指向的高增益波束，此时再结合后端的高精度DBF技术可实现小角度范围内高精度的波束指向控制。馈源阵列采用基于微带印刷电路板的“法布里-帕罗”天线形式，阵列由三层结构组成，其中底层为带金属地板的微带反射板，中间层为微带形式的天线结构，顶层为一块起增强定向性作用的纯介质板。
底层结构
馈源阵列的底层为一侧附铜并开有8个馈电孔的介质板，SSMA以及空心铜柱通过馈电孔焊接在底层介质板上，发射天线馈口和接收天线馈口分别有4个馈电孔。图2为底层电路板结构示意图。
顶层结构
顶层介质板是将覆铜板全部刻蚀掉的介质板，构成了“法布里-帕罗”的上层结构。图3为顶层电路板结构示意图。
中间层结构
中间层电路板两侧分别刻蚀了发射天线、接收天线及其附属馈电线路，其中，为焊接方便，焊盘均在一侧。为隔绝表面波对天线方向图的影响，天线阵列由格状金属条带分割，电路板两侧均有金属条带，并由金属化通孔相互导通。图4为中间层电路板结构示意图。中间层电路板上的微带阵列单元采用一对交叉的金属偶极子结构分别实现收/发的功能，两金属偶极子分别印刷于中间层微带介质板的正面与背面，分别工作于收/发（下行/上行）频段，并且交叉偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化。阵列单元通过同轴底馈的方式实现馈电，其中偶极子的两臂分别与同轴接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连，这里采用细导线以减小馈电结构对收/发间隔离的影响。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响，在设计中将同一位置处的两偶极子结构通过一段印刷细导线相连，通过其长度、粗细等参数可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。通过在阵列单元周围引入一圈密集的金属化通孔结构，并且在电路板上设计金属附加结构以隔离介质中的表面波，从而降低阵列单元间的互耦。
馈源阵列的装配
馈源阵列的三层电路板由数个尼龙螺柱进行固定，图5是馈源阵列的立体分解及整体装配示意图。在馈源阵列结构中，通过调节金属偶极子的'臂长，可调节天线的工作频率。通过调节顶层介质基板与中间层电路板间的距离，可方便地调节辐射增益以适应不同反射面尺寸及焦距的需求。
3仿真及实测效果
馈源阵列的端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口，端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口。图6是馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图。由图6可见，接收端口和发射端口回波分别在和范围内小于-10dB，达到了良好匹配。图7是馈源阵列在工作频点的仿真及实测接收方向图。由图7可见，工作于时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低10dB（仿真）/18dB（实测）。图8是馈源阵列在工作频点的仿真及实测发射方向图。由图8可见，工作于时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低11dB（仿真）/10dB（实测）。
4结束语
本馈源阵列采用微带印刷电路板结构，简单紧凑、工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产。相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构，可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道，从而利于实现更高精度的波束指向控制。同时，馈源阵列采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处接收/发射通道之间30dB的隔离度，减轻了后端器件的压力。从实际应用来看，天线馈源阵列与主反射面配合，实现了动中通卫星天线对Ku频段通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪。采用这种技术，大幅降低了天线对伺服系统精度和动态反应速度的要求，把伺服系统的成本降低了一个数量级，有助于推动卫星天线在天地一体化通信中的规模应用。
参考文献
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卫生室发展动向研究论文
预防医学研究毕业论文
医学就是处理及治疗预防生理疾病和提高人体生理机体健康为目的。下面是我为你带来的预防医学研究毕业论文 ，欢迎阅读。
浅析预防医学研究的现状及趋势
摘要：近些年，我国的工业和经济都得到了飞速的发展，科学技术水平也上了一个新台阶，同时预防医学也得到了不断深入的研究和发展，其理论研究结果早已应用到我国的卫生事业当中，为我国甚至全球人类的健康预防作出了不可忽视的贡献。本文主要对预防医学的研究现状和趋势进行分析总结。
关键词：预防医学;发展趋势;现状;研究
1 引言
预防医学是一门独立的医学学科群，并划分为多个分支学科。预防医学的研究对象是整个人类组成，医学应用理论包括社会医学、环境医学以及生物医学，
并结合微观以及宏观的方法，研究疾病分布规律、发生规律以及有害健康的多项因素，从而决策预防措施及对策，实现提高生命质量、有利健康以及预防疾病的一门学科。根据预防医学的相关学科资料显示，其学科群有环境卫生学、少年与儿童卫生学、营养与食品卫生学、职业病与劳动卫生学、社会医学、毒理学、医学统计与卫生学、地方病学、性传播疾病学、媒介生物学、卫生检验学、流行病学、消毒学、寄生虫学、传染病学等学科。
2 预防医学的研究现状分析
预防医学理论的研究现状
当前，新的健康观以及新的医学模式都一定程度上促使了预防医学在理论研究上的不断深入和发展。生物医学模式在过去相当长时间内对医学的研究意义重大，然而随着医学研究的进步和社会的快速发展，慢慢暴露出了该模式的消极影响以及局限性，因为比如社会心理因素引发的疾病或艾滋病不能应用该模式来解决的。因此，出现了生物―心理―社会医学这个新的医学模式，积极的影响了预防医学在理论研究上的不断发展，使得预防医学从社会心理因素这个新的角度来研究影响健康的因素，让预防医学的理论研究上升到了一个新的台阶。WTO指到“健康是社会适应能力上精神上、以及身体上的良好状态，而不单单是没有虚弱或者疾病”，这个新的钙奶，让“没有病就是健康”这个就观念消失不见，同时也推动了预防医学的发展层次更高一级。临床前期预防、病因预防以及临床预防等提前预防的工作早已在实践中逐渐成为预防医学的重要举措。
新的生物学方法让毒理学的研究更上一层楼
目前对于致癌作用机理的关键研究方法就是分析癌基因问题。细胞学方法中的传代和原代细胞培养法现在还被污染物代谢致癌或者致突变的研究广泛应用。近些年，利用生物学方法来研究毒性试验的方法得到了快速的发展，如一些传统的毒性慢性试验可以用生物标志物来代替。生物学毒性量效、活性与污染物化学结构关系通过数学方程式来表示的研究是近些年毒理学的研究前沿。上述新技术、新方法以及新概念的不断深入的应用和发展为环境污染物作用机理研究注入了新鲜的血液。在膜毒理学领域，污染物对生物膜及细胞膜功能结构的影响研究是目前来看进步比较明显的学科。在皮肤以及粘膜的研究领域，掌握了大气污染物在一般情况下都需要借助呼吸道侵蚀机体。以上的器官组织水平以及细胞组织相关的毒理学研究也渐入佳境。由于环境因素而导致的癌细胞或者突变的研究现在已经有了很大程度的提高。上述这些都使得预防医学的基础研究不断进步。
现代生物技术应用让预防医学研究进入了一个疾病控制的新阶段
目前比较先进的基因研究技术，比如核酸杂交、DNA测序、基因克隆技术、DNA重组等已经逐渐运用到预防医学的实际应用上，疾病控制在研究的道路上又有了新途径。比如目前来说，我国已经广泛应用的乙肝重组亚单位疫苗。生物传感器、PCR技术、抗HBsAg单抗等先进技术的应用大大的.提高了监测技术以及诊断技术的灵敏度和特异性。工程菌比如含抗DDT基因菌、“超级菌”等的开始运用在净化环境上，显著的提高了我们的生活环境质量，意义重大。上述先进生物技术的广泛应用让预防医学的研究上了一个新的台阶。
信息技术的高速发展推动了预防医学的发展
当代社会信息业高速发展，以因特网为标志的通信技术和计算机得到了广泛的应用，正在或者早已改变了人民的工作、生活方式和先进的科学研究。信息网应用在医学上，让我们没一个人同国际的先进研究机构取得畅通的连接变成现实，让全球范围内的远程专题讨论和会诊、信息交流与文献检索及疫情通报查询等带来了巨大的便利，有力的推动了预防医学的发展。
3 预防医学的发展趋势分析
进入21世纪以来，预防医学会向着一个全新的道路前进。第一，预防医学正在进入一个社会预防为主的全新的发展阶段。随着我国的生物―心理―社会医学模式慢慢的代替原有的生物医学模式，我们大众也开始认识到促进健康，预防疾病在一定程度上更加依赖于社会。要想达到“人人享有卫生保健”的理想，就必须让医学彻底的社会化。进行健康的生活方式，推动人们合理消费，广泛的宣传健康教育是完成医学社会化道路上的一项关键任务。第二，其次，预防医学朝着促进健康、防治结合、提高人口素质以及生活质量的道路前进。随着我国文化水平以及国民经济的不断提高，广大群众不仅在得病的时候得到及时治疗，并且还应该了解并掌握保健和预防常识，丰富自我保健知识，保障身体健康。因此，医学发展的必然趋势临床医学以及预防医学的相互结合。第三，健康和环境问题会成为预防医学研究发展的新动向。人类在21世纪所面临的四大问题：能源匮乏、控制疾病、人口*炸、环境污染。其中得到全球关注的是环境污染问题，预防医学需在这个关键的时刻积极解决参与到健康和环境问题上来。最后，预防医学也很有可能朝着注重行为、精神以及心理原因对健康的影响的方向发展。现代社会工业化程度加深，也从另一个层面给人们带来了新的精神和心理问题，都需要得到社会的关心、卫生心理教育、国家政策的支持。相信，在不久的将来，预防医学会为我们人类控制疾病做出巨大贡献，让我们健康的生活在美丽的大地上。
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（一）制订政策，强化村卫生室建设职责。县政府应认真贯彻落实《国务院办公厅关于进一步加强乡村医生队伍建设的指导意见》（以下简称意见），把村卫生室的巩固和发展作为保护和增强农村群众健康的民心工程，纳入“为民办实事”项目。要出台具体的推进村卫生室改革和发展的实施意见，组织发改、财政、人劳社保、卫生、住建规划、国土、药监等部门以及镇（街道）政府，成立村卫生室改革和发展工作协调领导小组，研究村卫生室建设和发展问题，制定具体的工作方案和年度计划，明确各部门职责分工，确保村卫生室改革工作顺利推进。以居民出行20分钟左右可到达一个卫生机构为目标，并结合服务人口数量，重新规划布局村卫生室的设置；要将村卫生室的标准化建设与新农村建设相结合，作为社区、村居的公益性配套设施，纳入建设规划，因地制宜进行设计建设，并统一配备医疗设施；要设立村卫生室建设专项资金，对新建的村卫生室及设备添置实行以奖代补的形式予以经费补助支持；要根据规划设置，扩大村卫生室农医保门诊定点报销的覆盖面，同时要不断提高乡镇卫生院、村卫生室医保门诊报销的比例，根据国务院“十二五”卫生发展规划，到2015年新农合门诊报销比例达到50%，积极引导小病在农村基层，进一步发挥村卫生室健康“守门人”的职责，逐步形成基层首诊、分级医疗的格局，有效缓解县级医院的就诊压力。 （二）分步推进，逐步实现村卫生室回归公益性。要明确村卫生室的公益性质。根据我县目前的实际情况，如果完全按照杭嘉湖模式进行改革，虽然能够一步到位使村卫生室回归公益性，但是来自财政经费增大的压力、村卫生室网破的压力、群众不方便不满意等压力较大。我县实施的基本药物零差价非基本药物有差价销售的双轨运行模式，虽然得到了省卫生厅的认可，但是随着新医改的深入推进，基本药物目录的扩大，这一管理模式不符合改革政策而将被取消，因此，要探索建立一套符合玉环实际、多种模式并存、逐步回归公益性的村卫生室管理体制与发展模式。一是根据规划设置，在有条件的村居、社区以及中心村，由村集体出地建设或利用公有用房进行改建，成为村卫生室用房，人员由乡镇卫生院下派，实行统一管理，实施基本药物制度。二是在 公办或村集体办的村卫生室，实行人财物统一的乡村卫生一体化管理，实行人员聘用制，村卫生室及其执业人员按有关规定承担相应职责，并纳入乡镇卫生院统一管理，实行基本药物制度，经费由政府补助。三是继续在符合条件的非公办村卫生室实行基本药物零差价、非基本药物有差价销售双轨运行模式，并逐步扩大部分基本药物零差价的品种，条件成熟后逐步向公益性转变。四是在偏远的山区、公共卫生工作较好、收入不高的村卫生室，所有药品实行零差价销售，人员保留原来的身份，政府按照标准经考核合格后给予经费补助。实施以上四种模式的村卫生室都实行医保门诊定点报销政策，并不断扩大覆盖面。 （三）强化服务，实行基本公共卫生项目化管理。要树立以项目促管理、以管理促服务的理念，进一步推动村级卫生室在强化高血压、糖尿病等重点慢病和重性精神病等基本公共卫生服务方面的规范化管理。一是继续将高血压社区综合干预项目做精做细。除对所有高血压病人实行“规模化、规范化、信息化”管理，提供7种高血压药品免费配送外，还要加强难治性高血压病人的摸底和调查，定期组织专家会诊，制订个性化治疗方案，切实提高高血压的知晓率服药率和控制率；要开展急性事件倒查机制，强化责任医生管理理念，增强工作责任心，切实把高血压管理做出成效。二是开展糖尿病项目化管理工作。在今年试点取得经验的基础上，在全县范围内推开糖尿病项目化管理。开展糖尿病药物免费配送，积极探索糖尿病管理新模式，提高患者的管理依从性、服药率和控制率。三是规范重症精神疾病管理治疗示范区工作。我县作为国家686项目——中央补助地方重症精神疾病管理治疗示范区，除在优惠政策给予倾斜外，要加强重性精神病人的线索调查，提高病人发现率，同时要规范开展社区分级随访督促，开展对病人家属相关知识培训，指导病人日常生活。四是加大经费投入确保工作落到实处。目前，我县重点慢性疾病全部按照项目化进行管理，要求高、工作量大，国家基本公共卫生服务项目内涵得到深化。因此，政府在原有基本公共卫生服务经费补助标准的基础上，要加大资金投入力度，提高补助标准，并把外来流动人口的基本公共卫生服务经费纳入补助范围，进一步调动责任医生的工作积极性，通过慢病的规范管理提高全民健康水平和人均期望寿命。 （四）多措并举，提高村卫生室医疗技术水平。针对目前村卫生室技术力量薄弱与人民群众日益增长的需求不相适应的状况，应采取多种措施，逐步提高村卫生室的医疗技术水平。一是强化在职村医的知识培训。卫生主管部门应该根据村医实际情况，制定分层次、分类别、分业的培训计划，邀请相应的专家开展业务知识培训；要建立村医定期进修制度，并对其执行情况进行考核，与年度医疗执业许可证校验挂钩；要鼓励村医参加医学学历教育和执业资格考试。二是逐步解决人员的新老更替。严格准入制度，新进人员必须具备执业资格方能上岗；通过采取委培或代培等定向培养方式，培养大学生村医，以解决乡村医生年龄结构差、后继乏人的局面。三是建立定点帮带机制。可以采取乡镇卫生院人员轮转或定期到村卫生室进行指导等方式，推广适宜技术，不断提高村卫生室医疗技术水平；要完善双向转诊的机制，更好地为广大农村群众的健康服务。根据我县乡村医生现有的人员结构，建议到2013年，50%以上乡村医生取得执业助理医师及以上资格，50%以上要具备大专以上学历；到“十二五”规划期末，70%以上的乡村医生取得执业助理医师及以上资格，70%以上要具备大专以上学历。 （五）强化保障，力求稳定乡村医生队伍。一是健全经费补偿制度。对于乡村医生承担的基本公共卫生工作部分，在绩效考核后按照经费补助标准足额拨付到位；对于村卫生室实施基本药物制度让利于民部分，政府以购买形式，按照药品批差价的一定比例进行补助，确保其利益得到保障。二是完善医务人员养老政策。允许并鼓励所有在岗的本县户籍村卫生室医务人员参加城镇职工或企业职工养老保险，使其老有所依，解决后顾之忧。三是构建医疗风险保险机制。要积极探索符合我县实际情况的医疗风险保险机制，动员村卫生室参加商业医疗保险或成立村卫生室医疗风险互助基金，政府提供一定经费的支持，通过保险这种形式，增强村卫生室的风险防御能力，缓解和减少医患矛盾，维护社会的和谐安定。
如何更好地发展村卫生室？这个问题不仅是解决农村看病难、看病贵和全面实施新型农村合作医疗制度的重要举措，更是 社会 主义新农村建设，实现乡村振兴的迫切需要。如何更好地发展村卫生室，我认为应从下面几方面去考虑。 一、目前村卫生室的乡村医生业务知识及诊疗技术与乡镇卫生院相比，相对偏低，只能解决小伤小病。农村常见病、多发病仍然难以解决，必须上送上一级医院治疗，大大浪费农民时间、人力、物力。要改变现状，就要加大力度对乡村医生进行专业的系统培训，推动乡村医生向执业（助理）医师转变。 二、抓好村卫生室标准化建设。要将村卫生室建设成为村一级标准化的医疗服务机构。在房屋建设、医疗设备及人员配备上都要达到国家的标准要求，并非是单纯的“一人一室”，和单纯的“一根银针”就能治病的模式，而是中西医并举，以中医、中药草药为主的治病模式。做到少花钱，治好病。达到农民经济能负担得起的效果。使村卫生室真正成为农民自己家口的医疗机构，乡村医生是农民自己的医生。 三、 健康 管理将是村卫生室的主要任务。对本村农民建立 健康 档案，实行一人一档制度，把每个村民的疾病诊治都列入记录在 健康 档案其中，对疾病的发展走向、预防、治疗都起关健作用。 四、不断提高乡村医生技术水平。乡镇卫生院甚至县级医院应定期派出医生到村卫生室坐诊或巡诊，通过传、帮、带提高乡村医生技术水平。逐步使乡村医生通过国家执业考试，取得执业（助理）医师资格证书，让村医向执业医师过度，从技术上提高了一个档次。 五、协助配合乡镇卫生院做好本村儿童的计划免疫接种工作。 以上仅为本人对如何更好地发展村卫生室的粗浅意见，不妥之处，望批评指正。 没过硬的技术什么都是空谈，以前我乡卫生院一退休老医生，回家开了一家私人诊所，很小型的一种，我乡人口约3万人，他开业后，一直到他死，乡卫生院几乎关门 原因很简单，整个卫生院，没一个医生技术好的，那时整个卫生院天天都是无人看病，只有他的诊所，天天爆满，原因也简单，医疗费比医院便宜，而且他的技术是全乡公认最好的，费用低见效也快，他说没救的，市级医院也没办法，由于他几乎没任何设备，全靠个人经验及把脉，重一点的病就叫你马上转院，不像现在的医院失了公德心，给你拖一段时间，所以乡卫生所应当比乡卫生院规模更小，后者也是医院，而前者规模就小一些，设备实力更小，所以应在技术服务，还有费用方面下工夫
小卫星技术与应用期刊
1975年，人类 历史 上第一颗带着X射线偏振探测任务的卫星由NASA发射升空，对蟹状星云的探测结果令人振奋。没想到，“出道即颠峰”，该领域陷入长期的停滞和等待。
“那是第一次，也是最后一次。” 清华大学天文系教授冯骅曾在接受澎湃新闻专访时惋惜地说道。成像、能量、时变，宇宙源X射线的各类研究欣欣向荣，唯独偏振，作为光子基本属性之一，却似被遗忘了。
5月11日，冯骅课题组与合作者报告了“极光计划”配备的X射线偏振探测器在卫星上经过1年的观测，探测到来自蟹状星云及脉冲星（中子星的一种）的软X射线偏振信号，并首次发现了脉冲星自转突变和恢复过程中X射线偏振信号的变化，说明在此过程中脉冲星磁场发生了变化。
该成果在《自然·天文》（Nature Astronomy）上以封面论文的形式发表，标志着因技术困难停滞了40多年的天文软X射线偏振探测窗口重新开启。
这篇封面论文注定不会重演“出道即颠峰”的命运，而是大乐章的序曲。“极光计划”所采取的技术将被应用到中国下一代大科学工程“增强型X射线时变与偏振天文台”(eXTP)上。
被“遗忘”的偏振
偏振是光子的基本属性之一，偏振滤片像一块特定方向的栅栏，只允许相应偏振方向的光子通过。观看3D电影时的眼镜就运用了这样的原理，选择一部分光进入左眼，另一部分光进入右眼，形成3D图像。
相比起我们熟悉的可见光，X射线的波长非常短。虽然人类肉眼看不到，但它在天文学上很有用。宇宙中有一些天体（如黑洞、中子星等）几乎不发出可见光，却能发出“明亮”的X射线，并透露有关天体磁场、天体几何形状的重要信息。
冯骅介绍道，从上世纪60年代起，人类可以通过X射线望远镜探测X射线的能量、时变等信息，却迟迟无法解决X射线偏振探测的技术问题。很有趣，但很困难，这是该领域的基调。
美国曾发射的那颗卫星基于汤姆逊/康普顿散射或布拉格衍射进行探测，效率很低，相当于光子的“入选条件”非常严苛，极少一部分能被捕获研究，导致统计量和灵敏度都很差。因此，当时的探测目标是X射线非常明亮、偏振又很强的蟹状星云。
“蟹状星云正好是这么特别，换了别的天体就测不到了，就像你在人群里能一眼看到两米多高的姚明。” 冯骅形象地说道。
因此，在完成对蟹状星云的探测后，该领域陷入长达40多年的空白阶段。
“新窗口”谁来启动？
冯骅与合作者采用的是新一代基于光电效应的探测方法/对于能量是几千电子伏特的X射线，它们与物质的主要作用机制是光电效应，光子被吸收，能量把原子核外一个束缚电子激发出来成为自由电子。电子被加速的方向和入射光子的电场振动方向，即偏振方向有关。
“就像你踢一脚皮球，皮球最可能沿着你脚踢的方向飞出去，电子有最大的概率沿着入射光子偏振方向出射，有最小的概率垂直于偏振方向出射，方位角呈cos2分布。如果我们能测量电子在探测器中的径迹并计算出电子出射方向，就可以有效地测量X射线偏振。” 冯骅曾在科普性文章中写道。
这个“新窗口”，最终轮到中国去开启。
冯骅从2009年起着手研究偏振测量，花了两三年进行原理验证，又花了两三年进行技术优化，随后才开始考虑真正让卫星上天。
与商业化立方星的相遇
2017年，当冯骅与合作者已经获得成熟版本的探测器，正是商业化立方星在中国兴起的时候。
所谓立方星，是一种采用国际通用标准的低成本微小卫星，以“U”进行划分，1U（Unit）立方星体积是10厘米*10厘米*10厘米，也可以形成2U、3U、6U甚至更大的立方星。“极光计划”核心探测器只有火柴盒大小，非常适合成为上面的一员乘客。
在这种想法的驱动下，冯骅团队做出了第一版本的空间载荷研制，并在一年内完成了紧张的调试和标定，最终搭载在天仪研究院自主研发的10公斤级微小卫星平台上。
2018年10月29日，“极光计划”搭乘“铜川一号”立方星从酒泉发射升空。
2019年7月23日，它捕捉到了蟹状星云脉冲星在一次自转突变的偏振信号变化。
载人航天工程应用系统总设计师顾逸东院士表示：“‘极光计划’采用商业化立方星成功测量了蟹状星云及脉冲星的偏振信号，获得脉冲星的X射线偏振随时间变化的重要成果，同时闯出了一条低成本开展空间天文研究的创新途径，对推动高校空间科学发展有重要意义。”
作为一门观测驱动的科学，天文学的发展在很大程度上依赖新的飞行观测方法和手段。
就X射线偏振探测而言，在NASA发射探测卫星之前，美国曾经使用探空火箭观测，试图在短短几分钟的曝光时间内收获科学结果。从1968年7月到1971年2月，31个月内尝试三次，最终在第三次才测到了蟹状星云的偏振。
1975年，NASA的OSO-8卫星发射，曝光时长与探空火箭相比不可同日而语，结果自然漂亮得多。
不过，那个年代的天文卫星对卫星平台要求很高，一般都是上吨级的大卫星，成本动辄达到数亿美元，研发周期又长。很多科学家望而却步，只能停留在理论验证阶段。
虽然受到载荷重量的限制，微小卫星并不能完全取代大卫星，但它们无疑可对大卫星形成良好的补充，完成登录大平台前的验证，正如“极光计划”之于国际X射线天文领域未来的旗舰项目eXTP。
“这是国内研发的微小卫星第一次登上国际顶级科研期刊”，天仪研究院创始人兼CEO杨峰表示，“ ‘极光计划’的意义一方面在于空间科学的巨大发现，另一方面来自于航天工程的巨大进步。近年来微小卫星在中国兴起，为新探测技术和方法的飞行验证提供了更多低成本的可能性。”
姓名：丁英琦 学号： 【嵌牛导读】微小卫星是有明确用途的新一代卫星。其特点是：新技术含量高、研制周期短（一年左右）、研制经费低（数千万人民币量级），且可以进一步组网，以分布式的星座形成“虚拟大卫星”。与以往的大卫星相比，微小卫星具有很多优势。重量轻，体积小、再加上批量生产成本低，可以用小型火箭发射，或作为大型火箭的辅助载荷发射，发射成本低；能从战斗机，甚至气球上发射，或利用地（水）面火炮发射，可以满足快速反应的需求。随着一些技术不断被攻克，微小卫星必将成为一大类航天器，并作为大型航天器的补充，在军事、国民经济各部门得到广泛应用。 【嵌牛鼻子】微小卫星应用 【嵌牛提问】针对微小卫星的技术优势，它有哪些发展方向和应用领域？ 【嵌牛正文】 目前航天领域装备建设更加强调战略性、时效性和灵活性，为有效实施太空战略威慑、快速灵活反应和空天一体化军事力量生成提供了重要保障。随着微电子技术、快速发射、和卫星模块化等技术的发展成熟，现代小卫星逐渐成为一支新的航天装备队伍。由于其高技术密集、高功能密集和高性价比，小卫星产业迅速发展，并促使航天军事应用发生深刻的变革。 近年来，全球小卫星产业技术发展强劲，发射数量逐年大幅增长，从近十年各航天大国卫星发射活动情况统计来看，小卫星逐步成为世界航天活动的主要构成部分之一。据统计，从2013年开始，全球小卫星发射数量呈爆发式增长态势，2013年共成功发射小卫星146颗，2014年，全球共成功发射小卫星162颗，与2013年相比数量增加了％。2015年，全球共成功发射小卫星149颗，由于火箭发射事故损失了小卫星21颗，造成小卫星数量较去年较少，但入轨小卫星数量占同期入轨航天器总数从2013到2015年实现连续3年占比超过60％。 制太空权决定了海空等其他制权 ，航天装备建设也更加突出隐蔽性和全球性。当前以美国为代表的航天强国在航天感知体系、信息支援以及作战响应等领域更加强调力量资源的集成和融合。以小卫星为代表的新型航天器的更能满足新型空间力量的需求，同时现代小卫星的额应用也进一步促进了作战理念和作战模式的改革。指挥链条的简化、作战手持终端颗直接参与决策，更进一步提升了空天一体化的作战效能。 自美国国防部启动“作战响应空间”计划以来，美军以其为先导，辐射带动了一大批面向军事应用的小卫星项目，驱动小卫星业务化水平不断提升。当前，小卫星在战场态势感知、战场通信、空间攻防等领域具备装备化应用能力。 2 军事航天领域小卫星典型应用 一、战场态势感知领域 1、快速响应空间 最近的几场局部战争使美国逐步意识到预警、侦察等空间力量在其战术体系中重要的支撑作用，为进一步巩固太空战略优势，拓展太空侦察应用，美国国防部在2001年首次提出了快速响应空间（operationally responsive space，ORS）的概念。 美国国防部在2005年提出了快速响应空间的发展战略，并于2007年发布了给国防委员会的报告，报告中正式提出ORS发展的4个倡议，包括战术卫星（TacSat）、运载火箭、空间靶场以及临近空间系统。 第一颗TacSat卫星计划于2016年3月发射，质量约150kg，属于低分辨率成像卫星，由美海军研究试验室研制，星上搭载红外相机、战术无线电信号识别系统、以及可见光相机等有效载荷，主要用于战场观测。由于火箭故障最终取消发射。TacSat-2卫星质量约379kg，由研究实验室研制，主要用于可见光成像，现已失效。TacSat-3卫星质量为396kg，主要利用海洋数据遥测微卫星链路验证星上实时数据处理能力，利用超光谱成像仪进行隐蔽目标的探测，目前已失效。TacSat-4卫星2011年发射，属于通信试验卫星，主要用于验证超视距通信以及数据中继服务，目前在轨服务。 除战术卫星外，美军还开展了作战响应空间卫星计划，该计划包括4颗ORS卫星。2011年6月ORS-1和ORS-2卫星发射升空，属于成像小卫星，主要为阿富汗和其他战场提供高分辨率侦察图像，目前仍在轨服务。此外，ORS-3和ORS-4卫星也在2013年发射，目前主要用于技术验证。快速响应空间项目是美空间战术应用的最早项目之一，前期高度重视，但由于对项目的认识不统一、卫星在轨时长与作战需求能力不匹配以及发射上的短板等问题导致目前项目经费在逐步缩减。但ORS项目进行中发展起来的小卫星技术、轨道重复使用技术、分离模块航天器以及作战模式的更新对新的小卫星发展和应用起到了很好的支撑作用。 2、SeeMe项目 美国国防先进研究计划局（DARPA）在2012年提出了“提高军事作战效能的空间系统”（SeeMe，space enabledeffects for military engagements）项目发展计划。该项目主要通过手持设备为海外以及超视距战场作战人员提供态势感知图像，力求作战人员在90min内收到精确位置的卫星图像。与传统的中高轨侦察大卫星相比，SeeMe项目从一个新的角度来看待天基卫星侦察问题，通过短寻访周期可按需操作的卫星星座部署来发送战场态势信息。该项目设计采用空基发射的方式，90d之内完成24颗卫星的星座部署，单颗卫星质量约50kg，轨道高度200～350km，扫描幅度为±10°。项目综合考虑轨道高度、成像精度、卫星寿命和重防周期等多种因素。该项目作战支撑体系如图1所示。 SeeMe项目作战支撑体系 二、军事通信领域 快速响应空间项目实施过程中就验证了小卫星进行通信和数据中继的能力，在2012年TacSat-4卫星发射使用中，卫星搭载了UHF通信转发器，目的是为战区提供特高频频段“动中通”业务以及海上浮标数据采集等。该卫星主要利用了卫星椭圆轨道的特点，可以针对特定战区进行持续性通信，战术目标是持续通信时间4h。 另外一个小卫星军事通信的典型应用是美军的“空间与导弹防御司令部－作战纳卫星效用（SMDC-ONE）”卫星。第一代SMDC-ONE卫星于2010年10月发射成功，共两颗，属于立方体卫星，该项目是美军为演示验证低成本小型通信卫星星座组网而设计，主要通过无人中继台站进行超视距数据传输。该卫星项目有两种运行模式：一种是战场人员将数据发送到地面无人值守传感器，然后通过卫星中继至指挥部；另外一种是战场人员直接发送指令或者信息到卫星，进行数据请求或者卫星任务调度。 在2015年10月，美军发射了该项目升级版卫星3颗，这3颗卫星属于3U立方体卫星，单颗造价在50万美元。与上一代卫星相比，升级版的数据传输效率增加了5倍，并增加了轨道机动能力，使卫星组网星座构型保持更加稳健。 三、天基目标监视 随着太空技术的快速发展，在太空军事应用领域，空间态势感知对于提高太空军事效率，应对空间威胁、确保空间安全，增强目标确认、毁伤评估以及空间环境的监测预报起到了极大的推动作用，近年来受到各个航天大国高度重视和发展。天基目标监视系统覆盖范围广、近距监测能力强，具有全天时、全天候监视的特点，有效弥补了地基监视系统的不足。目前天基空间目标监视主要包括不同轨道高度的空间目标监视卫星、空间环境探测卫星、预警卫星等。 随着微电子、即插即用等技术的发展，微小卫星在空间目标监视中的作用逐渐凸显，21世纪初美国和加拿大等国就进行了空间望远镜技术验证项目。比较典型的空间目标监视项目包括：加拿大MOST项目、Sapphire卫星、NEOSSat卫星，欧洲的UNISAT-5项目，美国的J-MAPS项目、STARE项目、GSSAP项目等。下面以加拿大的Sapphire卫星和美国的GSSAP项目为例，分析典型的小卫星空间目标监视项目。 Sapphire卫星是加拿大首颗军事空间监视卫星，2013年发射，整星质量约为50kg，搭载空间可见光相机，主要探测距离6000～40000km的空间飞行器。该卫星与美国的空间目标监视网共同运行，可同时跟踪探测6～15颗空间目标。Sapphire卫星的工作流程相比前几代卫星更加系统化、规范化。首先由卫星操作中心和国防部共同制定观测计划需求，以确定卫星相机指向，卫星调度机构接收到观测计划后形成指令文件，由地面站将指令上传到卫星；Sapphire卫星接到指令后，按照计划调姿、控制传感器指向，并将获得的图像下传至地面站；由卫星处理与调度机构进行目标的精确测量与数据处理。 地球同步轨道卫星主要是预警卫星、通信卫星以及部分导航和环境监测卫星，共约600颗。同步轨道具有很大的对地观测和通信范围，而且轨位具有唯一性，各航天大国对同步轨道轨位的争夺和抢占一直比较激烈。为更好进行同步轨道卫星的监视和跟踪，美国空军空间司令部着手开发了地球同步轨道空间态势感知计划（geosynchronous space situational awareness program，GSSAP）。与中低轨卫星监视相比，地球同步轨道卫星空间感知项目的情报搜集能力是前者的600倍。 GSSAP-1和GSSAP-2卫星于2014年7月搭载Delta IVM+（4，2）火箭发射升空。2015年10月，美国空军宣布两颗GSSAP卫星已于9月29日完成在轨测试，获得初始运行能力。在2016年8月19日，GSSAP-3和GSSAP-4两颗卫星也发射成功，GSSAP项目计划的4颗卫星目前均在轨正常运行。 GSSAP卫星由轨道科学公司建造，主要载荷包括光电传感器和探测设备，运行轨道在近地球同步轨道，在执行监视任务时，在地球同步带上下机动。GSSAP卫星通过轨道相对漂移获得监视目标的图像信息，根据其任务设定也可近距离探测目标的三维属性及高清视图，甚至可进行目标的撞毁等。 四、空间对抗领域 在空间对抗领域，主要是利用小卫星进行目标的探测、在轨操作，以及利用机械臂等手段进行卫星捕获和重组。早在2006年美国就发射了2颗“微卫星技术试验”（MiTEx）卫星，试验了地球同步轨道监视任务和目标抵近技术，验证了小卫星进行在轨操作的军事利用潜能。2008年底，美军利用MiTEx卫星对导弹预警卫星进行巡视，演示了近距交汇能力，暴露了其军事用途。 另一项最具代表的空间捕获重组小卫星应用是美国的“凤凰”计划。2011年，美国国防高级研究计划局开展了“凤凰”项目立项，利用母星携带小卫星进入预定轨道，利用机械臂等设备抓捕并切割卫星部件。“凤凰”计划第一阶段重点进行可行性论证，对细胞机器人以及子卫星进行论证，该阶段已在2014年10实施。第二阶段主要是对“凤凰”计划关键技术进行研究攻关，主要包括空间机器人、“细胞卫星”、“轨道交付系统”等，并在2015年成功完成“细胞卫星”（Satlets）关健技术首次在轨飞行验证。“细胞卫星”总质量约50kg，标志着“凤凰”计划关键技术已迈人实质性验证段。 3 我军航天领域小卫星发展建议 近年来，我国对于航天事业支持力度不断加大，在军事应用方面也取得了新的突破，微小卫星的生产应用也取得了长足进步。但发展过程中也暴露出一些急需解决的问题，主要表现在以下三个方面：一是微小卫星关键技术快速发展，但尚未形成体系化，没有形成发展合力；二是运载技术发展相对于小卫星技术滞后，影响了小卫星产业链形成与发展；三是小卫星军事应用方面受体制限制没有得到有效集成，军民融合体系还不够完善。 借鉴国外航天强国的小卫星发展经验，为我国发展小卫星产业及军事应用提出以下三点建议。 一、军民融合，民技军用，增强国家太空威慑 军民融合是世界航天发展的必然趋势，代表了航天发展的发达程度。美、俄等主要国家在长期的航天发展过程中不断摸索，逐渐寻找到了符合自身国情的航天军民融合道路。 结合我国实际，在小卫星军民融合发展过程中首先要综合考虑军用、民用和商业市场的综合需求，在国家层面统一规划制定小卫星技术发展和产业应用的型谱目录以及相关标准和政策法规；其次是政策扶持、有效利用民用市场经济优势，建立军方采购模式。 二、改革测控、运管体制，发展商业模式 随着微小卫星的数量逐年猛增，“星多站少”的问题愈发突出。现有地面系统的资源和信息无法共享，造成了卫星测控应用效率较低，不能满足卫星的测控需求。未来微纳卫星的发展，要充分发挥卫星组网、系统运行、全球资源共享的优势，既可以实现卫星工作效率、工作范围及信息的时效性的大幅提升，同时也可以避免重复投资，充分发挥航天系统和测控网的利用率和效益。 在国内，要健全军民资源互通共享机制，完善军民通用卫星测控运控技术标准；在国际要借鉴国际空间数据系统咨询委员会（CCSDS）的办法，促进卫星运控与数据接收的国际合作，通过采用该标准的数据结构和信息传输体制，单个测控站可以满足多个星座、不同用户的测控要求，同时适应多用户、多数据类型的任务，便于实现国际测控资源的交互支持。 三、突破发射瓶颈，紧跟产业步伐 随着微小卫星产业的迅猛发展，数量激增，与之匹配的发射问题日益凸显。受发射场和发射窗口制约，商业发射机会少，协调及等待周期长，存在延期等不确定性。同时，发射价格高，低成本小型运载工具发展不充分，都成为限制微小卫星发展的瓶颈问题。 就国内而言，尚未建成商业化运作发射场，存在着发射机会少、发射审批流程复杂及周期较长、市场和价格体系不规范等问题。要解决这一问题首先是要加快小型运载工具的研制以及一箭超多星等技术的发展，加强运载技术的研发；其次是要精简发射申请手续，优化发射审批流程，甚至有必要建立一套专门针对微小卫星的快速响应机制，以适应微小卫星快速发射的特殊需求。 4 结论 军事、经济、技术等诸多因素促使以美国为代表的航天强国持续不断地发展微小卫星项目，并逐步扩展到各类军事应用领域。本文对小卫星项目在战场态势感知、军事通信、天基目标监视以及空间对抗等领域的典型应用进行分析，结合我国现状提出了发展建议，希望能够为我国开展基于小卫星的太空技术研发提供一定的参考。
卫星通信发展论文文献
你找的这类文章应该是属于综述类的文章吧~那你对应的就去找下国际航空航天科学这类的期刊文献参考呗~写论文总不是要多找文献多动笔多思考的
在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字，谢谢你的阅读。
航天技术与信息现代化
摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。
经由卫星实况转播这个 短语 是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。
人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。
在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和 文化 的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。
一、空间信息高速公路
世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。
信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府 报告 中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供 教育 、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。
所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以 其它 通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。
空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。
在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10～15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。
地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。
空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。
因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。
二、信息社会对应用卫星的需求
1?静止通信卫星网
美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。
2?低轨道卫星群移动通信系统
在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400～500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。
3?大容量激光卫星通信
激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13～10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。
中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145～150个卫星转发器,到2010年,将需要588～837个卫星转发器。
三、空间信息高速公路将推动社会经济发展
随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:
1?巨大的商业利益
为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解 方法 。
3?推动高新技术发展
建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。
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卫星通信双线极化天线馈源阵列分析的论文
摘要 ：本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列，该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中，实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪，降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求，从而大幅降低伺服系统成本，拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。
关键词 ：馈源阵列；动中通；微带天线
1引言
星地动中通天线系统满足了用户通过卫星在动态移动中传输宽带数据信息的需求，使车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星，不间断传送语音、数据、图像等信息[1][2]。目前，动中通天线主要用Ku频段与固定轨道卫星进行通信[3]，需同时覆盖上行/下行频段，其中上行频段为，下行频段、，上行和下行频段为双正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间的流畅通信，动中通天线要实时指向通信卫星，同时为避免天线发射时对邻近卫星的干扰，移动设备在运动中天线的跟踪误差要小于°，并且馈源也要进行旋转跟踪，接收和发射间的极化隔离度要大于30dB[4][5]。国内外已有多家企业推出了动中通天线产品，如以色列RaySat公司的多组片天线、美国TracStar的IMVS450M产品等[6]。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求，上述动中通天线中均包含有自动跟踪系统，在初始静态情况下，由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角，然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角，在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位，并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中，测量出载体姿态的变化，通过数学运算变换为天线的误差角，通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中天线对星保持在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。高精度的伺服系统始终是传统动中通天线系统的关键部分。通常情况下，由于动中通天线具有较大的口径（一般约为）及重量，造成了高精度伺服系统具有较高的成本。目前，应用于动中通天线的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万，占整个动中通天线系统成本的很大部分，限制了动中通卫星天线在民用领域的广泛应用[5]。
2双线极化天线馈源阵列
为了克服现有的动中通天线跟踪伺服系统所需精度高、成本高等缺点，我们开发了一种双线极化天线馈源阵列，可应用于单反射式或卡塞格伦式卫星通信天线中，结合后端的多通道数字波束形成（DigitalBeamForming，DBF）技术实现天线系统的机电融合跟踪，最终通过“大角度低精度机械跟踪”与“小角度多通道DBF精确跟踪”相结合，在实现天线系统对卫星的高精度跟踪对准的同时，降低对伺服系统的精度要求，从而降低伺服系统的成本。此馈源阵列为中心对称式结构，阵列的中心放置在单反射式或卡塞格伦式天线的焦点处，当对阵列中不同单元进行馈电时天线将辐射不同指向的高增益波束，此时再结合后端的高精度DBF技术可实现小角度范围内高精度的波束指向控制。馈源阵列采用基于微带印刷电路板的“法布里-帕罗”天线形式，阵列由三层结构组成，其中底层为带金属地板的微带反射板，中间层为微带形式的天线结构，顶层为一块起增强定向性作用的纯介质板。
底层结构
馈源阵列的底层为一侧附铜并开有8个馈电孔的介质板，SSMA以及空心铜柱通过馈电孔焊接在底层介质板上，发射天线馈口和接收天线馈口分别有4个馈电孔。图2为底层电路板结构示意图。
顶层结构
顶层介质板是将覆铜板全部刻蚀掉的介质板，构成了“法布里-帕罗”的上层结构。图3为顶层电路板结构示意图。
中间层结构
中间层电路板两侧分别刻蚀了发射天线、接收天线及其附属馈电线路，其中，为焊接方便，焊盘均在一侧。为隔绝表面波对天线方向图的影响，天线阵列由格状金属条带分割，电路板两侧均有金属条带，并由金属化通孔相互导通。图4为中间层电路板结构示意图。中间层电路板上的微带阵列单元采用一对交叉的金属偶极子结构分别实现收/发的功能，两金属偶极子分别印刷于中间层微带介质板的正面与背面，分别工作于收/发（下行/上行）频段，并且交叉偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化。阵列单元通过同轴底馈的方式实现馈电，其中偶极子的两臂分别与同轴接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连，这里采用细导线以减小馈电结构对收/发间隔离的影响。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响，在设计中将同一位置处的两偶极子结构通过一段印刷细导线相连，通过其长度、粗细等参数可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。通过在阵列单元周围引入一圈密集的金属化通孔结构，并且在电路板上设计金属附加结构以隔离介质中的表面波，从而降低阵列单元间的互耦。
馈源阵列的装配
馈源阵列的三层电路板由数个尼龙螺柱进行固定，图5是馈源阵列的立体分解及整体装配示意图。在馈源阵列结构中，通过调节金属偶极子的'臂长，可调节天线的工作频率。通过调节顶层介质基板与中间层电路板间的距离，可方便地调节辐射增益以适应不同反射面尺寸及焦距的需求。
3仿真及实测效果
馈源阵列的端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口，端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口。图6是馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图。由图6可见，接收端口和发射端口回波分别在和范围内小于-10dB，达到了良好匹配。图7是馈源阵列在工作频点的仿真及实测接收方向图。由图7可见，工作于时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低10dB（仿真）/18dB（实测）。图8是馈源阵列在工作频点的仿真及实测发射方向图。由图8可见，工作于时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低11dB（仿真）/10dB（实测）。
4结束语
本馈源阵列采用微带印刷电路板结构，简单紧凑、工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产。相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构，可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道，从而利于实现更高精度的波束指向控制。同时，馈源阵列采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处接收/发射通道之间30dB的隔离度，减轻了后端器件的压力。从实际应用来看，天线馈源阵列与主反射面配合，实现了动中通卫星天线对Ku频段通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪。采用这种技术，大幅降低了天线对伺服系统精度和动态反应速度的要求，把伺服系统的成本降低了一个数量级，有助于推动卫星天线在天地一体化通信中的规模应用。
参考文献
[1]徐烨烽.创新引领、精进发展、规模应用-谈动中通天线发展新趋势[J].卫星与网络，2013，09：39-40.
[2]LouisJ.，IppolitoJr著.孙宝升译.卫星通信系统工程[M].北京：国防工业出版社，2012，3.
[3]MiuraA.，Yamamotos，Huan-bangLi，[J].，2002，51（5）：1153-1164.
[4]刘昌华.移动载体卫星通信系统天线跟踪技术的研究[硕士学位论文].西安电子科技大学，2009，3-4.
[5]汤铭.动中通伺服系统的设计[J].现代雷达，2003，25（4）：51-54.
[6]阮晓刚，汪宏武.动中通卫星天线技术及产品的应用[J].卫星与网络，2006，3：34-37.