30多年夙愿终成：中国进入卫星移动通信手机时代！

　　8月6日凌晨，我国第一颗地球同步轨道移动通信卫星天通一号01星在长征三号乙运载火箭的托举下呼啸升空。

天通一号01星是我国首颗移动通信卫星，它将为我国国土及周边海域的各类手持和小型移动终端设备提供语音和数据通信服务，其成功发射标志着我国进入到了卫星移动通信的手机时代，填补了国内空白，具有重要的里程碑意义。

　　30多年的夙愿

天通一号卫星的用户终端可以实现小型化、手机化。

　　对于我国这样一个幅员辽阔、人口分布不均、自然灾害频发的大国来说，发展卫星移动通信是必然要求。

　　从1984年发射第一颗试验通信卫星东方红二号至今，我国已经发射了20余颗通信卫星。天通一号01星跟家族的其他兄弟不太一样，它是一颗移动通信卫星，不但能够为大型的移动用户，如船舶、飞机及车辆等提供通信服务，还能为手持终端提供通信服务。

　　由于移动通信卫星具有覆盖区域广、不受地理障碍限制和终端设备体积小等优点，其发展和应用越来越受到各国的重视。

　　地面移动通信系统由于受到地面基站覆盖区域的限制，往往边远山区以及戈壁、森林等地区不能实现通信的全覆盖。

　　据统计，全国地面移动通信覆盖率严重不足，但对于“站得高，看得远”的移动通信卫星而言，就不存在这一问题了。

　　天通一号01星总设计师陈明章告诉记者：“在地面段，天通一号卫星的用户终端可以实现小型化、手机化。”

　　为了让记者更加直观了解用户终端的大小，陈明章翻出手机相册中天通一号卫星手机式终端和一般通信卫星小型化终端的照片。

　　记者看到，天通一号卫星手机式终端的尺寸和日常使用的智能手机基本相同，而一般通信卫星的小型化终端的尺寸与家用两门冰箱相仿。

　　终端设备尺寸和体积大幅减小的背后是移动通信卫星的技术高门槛。我国从萌生设计这种卫星的想法到真正实现，一走就是30多年。

　　在上世纪90年代初期，以童铠院士为代表的航天人在我国地面移动通信系统蓬勃发展时就对卫星移动通信做了专题研究，分析了卫星移动通信与地面移动通信对我国国民经济建设、国家安全的影响，认为对于我国这样一个幅员辽阔、人口分布不均、自然灾害频发的大国来说，发展卫星移动通信是必然要求。

　　2008年的汶川大地震让我国深刻感受到了发展移动通信卫星的必要性和紧迫性。大地震爆发后，灾区通信中断、道路不通，汶川成了一座孤岛。掌握灾区第一手信息对展开后续救援工作极为重要，由于当时没有国产移动通信卫星，国际海事通信卫星发挥了很大的作用。

　　汶川大地震之后，我国立即启动了自主移动通信卫星系统的立项论证，决心填补移动卫星通信领域的空白。2010年，该项目正式立项，并得到了政府专项基金的支持。

　关键技术多、难度大

　　天通一号的载重比是目前东方红四号卫星平台中最低的。

　　新型天线灵敏度高、可收缩，无源互调(PIM)指标达到要求。

　　我国进入地球同步轨道移动通信卫星俱乐部。

　　天通一号基于我国成熟的东方红四号卫星平台研制，它的研制成功让东四平台的能力得到了进一步提升和扩展。

　　陈明章解释说：“由于卫星采用了新型天线、单机集成技术等新设备和新技术，卫星的载重比、散热能力等均实现了突破，这也是进一步挖掘了东方红四号平台的潜力。”

　　载重比是衡量卫星性能的重要指标之一，目前有两种解释：一种是卫星有效载荷与整星发射质量的比;一种是载荷重量与转发器数量的比。

　　现在，较为通用的是第二种解释，它直接反映了单路转发器的效能，其重量越小，卫星的效能越高，可创造的经济价值就越大，因此，载重比数值越小越好。而天通一号的载重比是目前东方红四号卫星平台中最低的。

　　作为我国首颗移动通信卫星，天通一号关键技术多，难度大。新型天线技术则是重中之重。

　　“采用新型天线是当今国际移动通信卫星的主流做法，也是移动通信卫星的一个重要特征。”陈明章告诉记者。

　　运行在离地面3万多公里高的卫星要接收到尺寸像手机大小的手持式地面终端发出的信号，卫星天线就要有很高的灵敏度。天线接收范围越大，灵敏度也越高，发射功率也越大，越利于小型地面终端接收信号。

　　目前，国际移动通信卫星普遍采用新型天线，天通一号的天线也是如此

　　。陈明章介绍说：“新型天线采用可收缩设计，收起来时尺寸很小，而工作尺寸则是收起来的好几倍，展开之后非常壮观。”

　　大部分运载火箭的整流罩直径都在一定范围之内，采用新型天线才可能腾出空间，将更多的载荷装入有限的空间内。

　　经过多年的技术攻关，新型天线技术这一“拦路虎”被项目团队成功拿下。

　　无源互调(PIM)是新型天线的主要难题，具体来说，天线在大功率发射的同时由于接收灵敏度高，发射时产生的杂波会落入接收通道，形成自身干扰，严重影响通信能力。举个例子，如果PIM问题不解决，原本可以同时支持5000路通话的卫星，可能只能同时支持500路通话甚至更低。

　　低PIM技术是移动通信卫星系统最关键的技术之一，也是当今国际宇航界共同关注的国际性技术难题，目前尚无法依靠设计手段解决，只能依靠试验、验证技术来验证，国际上也如此。