[发明专利]一种高通量卫星的接入载荷系统

说明书

本申请提供一种高通量卫星的接入载荷系统，其特征在于，其包括宽波束信令发射子系统、宽波束信令接收子系统、动态指向窄波束发射子系统、动态指向窄波束接收子系统和管理控制子系统，其中低复杂度的宽波束信令发射子系统和宽波束信令接收子系统分别用于实时播发和实时接收卫星星下点整个服务区的低速信令信号，且其中动态指向窄波束发射子系统和动态指向窄波束接收子系统分别用于播发和接收卫星星下点范围内系统指定区域内的高速数据信号。本申请降低接入载荷系统的实现复杂度，实现轻量化、低功耗的高通量卫星载荷，降低对卫星平台的要求实现卫星轻量化设计，降低卫星系统的研制和发射成本，可以给高通量卫星系统的建设带来显著的经济效益。

技术领域

本申请属于卫星通信载荷技术领域，具体涉及一种高通量卫星的接入载荷系统。

背景技术

高通量卫星是指高吞吐量的通信卫星，单颗星容量可达几十Gbps到上百Gbps，多运行在地球静止同步轨道，可采用Ka频段或Ku频段。

随着卫星技术、电子技术和新材料技术的迅猛发展，全球卫星互联网信息网络在民用、商业领域的建设和应用快速发展，欧美国家纷纷提出高通量的卫星计划，典型代表如OneWeb、SpaceX和LeoSat等。OneWeb系统计划部署720颗低轨卫星组网，分布于18个轨道面，轨道高度1200km，采用Ku频段用户链路，单星传输能力大于8Gbps，用户接入速率可达50Mbps。美国SpaceX公司提出了Starlink互联网卫星计划，计划部署总计11943颗卫星，包括4425颗卫星分布在1100km高度轨道，工作在Ku、Ka频段的LEO星座；7518颗分布在340km高度轨道，工作在V频段的VLEO星座。卫星设计重量约386Kg，工作寿命5-7年，单星通信容量约20Gbps，单用户最大通信速率1Gbps。美国LeoSat公司提出了一个基于激光星间链路的宽带卫星通信系统，目前处于方案设计阶段。该系统由覆盖全球的78颗低轨卫星组成，每颗卫星搭载4台激光星间链路，星间通信速率达到5.2Gbps，采用星上处理转发体制，实现“空间路由器”功能，为用户提供高吞吐量、低时延和安全通信服务，而无需借助地面网络。

高通量卫星的接入载荷系统是高通量卫星的主载荷，高通量卫星的接入载荷系统功能配置、复杂度和性能将直接决定卫星的复杂度和系统的性能，高通量卫星的接入载荷系统的设计是高通量卫星系统设计的关键项目。

从某种角度上讲，一个国家的卫星通信星载载荷技术发展水平也代表其卫星通信的科技实力。为此，本领域迫切需要开发一种低实现复杂度、轻量化和低功耗的高通量卫星的接入载荷系统。

发明内容

本申请之目的在于提供一种低实现复杂度、轻量化和低功耗的高通量卫星的接入载荷系统，从而解决上述现有技术中的技术问题。具体来说，本申请的高通量卫星的接入载荷系统方案包括宽波束信令发射子系统、宽波束信令接收子系统、动态指向窄波束发射子系统、动态指向窄波束接收子系统和管理控制子系统，其中低复杂度的宽波束信令发射子系统和宽波束信令接收子系统分别用于实时播发和实时接收卫星星下点整个服务区的低速信令信号，且其中动态指向窄波束发射子系统和动态指向窄波束接收子系统分别用于播发和接收卫星星下点范围内系统指定区域内的高速数据信号。

为了解决上述技术问题，本申请提供下述技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种高通量卫星的接入载荷系统，其特征在于，其包括宽波束信令发射子系统、宽波束信令接收子系统、动态指向窄波束发射子系统、动态指向窄波束接收子系统和管理控制子系统；

其中，所述宽波束信令发射子系统用于实时播发卫星星下点整个服务区的低速信令信号；

其中，所述宽波束信令接收子系统用于实时接收卫星星下点整个服务区的低速信令信号；

其中，所述动态指向窄波束发射子系统用于播发卫星星下点范围内管理控制子系统指定区域内的高速数据信号；