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科技日報(bào)記者 陸成寬
28日，記者從中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱空天院）獲悉，利用自主研制的500毫米口徑激光通信地面系統(tǒng)與吉林一號MF02A04星，空天院成功開展了星地激光通信實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)獲取的衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，可滿足高標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用需求。這標(biāo)志著我國已成功實(shí)現(xiàn)星地激光高速通信工程應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)獲取的首批遙感影像。（吉林一號MF02A04星下傳）
空天院激光地面系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人李亞林介紹，當(dāng)前星地通信主要采用微波技術(shù)，但微波頻段資源有限，常用的X頻段僅有375兆赫（MHz），近年來開始應(yīng)用的Ka頻段也只有1.5吉赫（GHz），難以滿足星地海量數(shù)據(jù)傳輸需求。與微波相比，激光頻譜資源極其豐富，帶寬可達(dá)數(shù)百吉赫（GHz）。
“如果將頻段比作道路，那么X頻段是單車道，Ka頻段是四車道，而激光可容納成百甚至上千車道。利用激光通信每秒可傳輸1部高清電影，相較于現(xiàn)有的微波通信速率高出1—2個(gè)量級（十倍到近千倍）。”李亞林解釋。
同時(shí)，由于激光的發(fā)散角很小，能量高度集中，這樣激光地面系統(tǒng)接收到的功率密度高，所以衛(wèi)星能夠“輕裝上陣”，以遠(yuǎn)小于微波通信載荷的體積、重量和功耗實(shí)現(xiàn)超高速率的通信。此外，激光還具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，用激光作為載波進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收，能夠顯著提高星地通信的安全性。
中國科學(xué)院院士、空天院院長吳一戎表示，目前我國遙感衛(wèi)星探測獲取的海量數(shù)據(jù)無法及時(shí)全部接收問題十分突出，嚴(yán)重影響了衛(wèi)星應(yīng)用效能發(fā)揮。在充分利用現(xiàn)有微波地面站的基礎(chǔ)上，積極布局國家衛(wèi)星激光通信地面站網(wǎng)，“激光+微波”的組合運(yùn)行模式有望徹底解決我國星地通信瓶頸問題，可為我國經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展和社會公共需求提供更好的技術(shù)支撐和服務(wù)。
（空天院供圖）
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