有很多人在戈壁、山区、大海上等没有地面基站信号覆盖的地方，被无法打通电话的焦灼所折磨，随着天通一号卫星的发射，这一尴尬将被改变。8月16日，由位于西安航天基地的航天五院西安分院研制的“中国版海事卫星”天通一号有效载荷正式开通，卫星功能被“激活”，标志着这颗卫星开始正式为中国国土及周边海域的各类手持和小移动终端提供语音和数据通信服务。该卫星的成功应用，填补了我国在卫星移动通信领域的空白。西安分院是天通一号卫星研制当之无愧的“主角”，陕西“智造”又一次闪耀太空。
97%国产化率
推动卫星通信产业升级
有效载荷是决定卫星能否成功应用的关键系统，在天通一号卫星上，有效载荷系统包含了几百路卫星通信转发器，形成了几百个点波束，能够实现业务的自主动态分配。天通一号卫星系统功能和集成复杂，新技术含量大，配套的单机产品数量多，仅功能复杂的微波集成电路模块就有2000多块，小型化、轻量化及高密度集成化要求高，研制难度大，是我国目前自主研制的规模最大的通信卫星有效载荷。针对如此复杂的系统，在卫星产品研制之初，西安分院精心策划，率先采用了三维数字化设计，有效解决了复杂的系统集成，创新性地采用高密度分组集成的机电热一体化设计，使一台单机可以实现过去多台单机才能实现的功能，有效提高了卫星效能。在研制过程中，对原材料、元器件、制造、调测试及试验等过程进行了严格的一致性控制，确保了产品性能满足极其苛刻的一致性要求。
而在卫星复杂的有效载荷系统产品中，国产化产品就占到了97%以上，国产化单机数量之多为我国研制的通信卫星有效载荷之最。同时，在卫星载荷系统研制过程中，困扰国际航天的低无源互调、幅相一致性等技术难题的彻底攻克进一步彰显了西安分院的技术实力。这些都标志着我国已经掌握了移动通信卫星研制的关键，核心技术已然实现中国“智造”。目前，天通一号卫星的技术指标与能力水平达到国际第三代移动通信卫星水平。中国自主掌握的地球同步轨道移动通信卫星研制技术，精彩亮相。
研制大型可展开天线
控得住、展得开、瞄得准
2008年汶川地震之后，研制我国自主的移动通信卫星项目被提上日程，其首要任务是确保我国遭受严重自然灾害时的应急通信。然而要实现卫星的移动通信，首先要解决的是通信能力和通信容量的问题。在通信卫星上，只有卫星天线越大，地面手持的手机通信终端的小型化、灵便性、机动性才有保障。大型可展开天线作为通信信号收发的重要装置，成为整个研制任务的重中之重。没有大天线就没有天通一号卫星，这是卫星在总体设计之初就达成的共识。
西安分院作为国内最具实力的星载天线研制单位，历史性地承担了大天线的研制任务。星载大型可展开天线由于研制技术跨度大，结构复杂、试验验证难度大，其研制能力成为国际航天衡量卫星研制能力的重要指标之一。“控得住、展得开、瞄得准”，这是对星载大型可展开天线应用的要求。西安分院采用了多项最新技术，有效提升了大型可展开天线的研制水平，进一步夯实了作为国家唯一的星载大型可展开天线研制的根基。通过大型可展开天线可以使卫星实现实时的大范围信号覆盖，能够直接支持手持地面移动通信设备，卫星移动通信地面终端告别了“大哥大”的模式。如今大天线已经登天布网，天通一号能够不受地形等因素影响，可以自上而下实现对海洋、山区和高原等地的无缝覆盖，可以在恶劣的自然条件下正常通信，这些都得益于大天线的卓越表现。
六年艰辛打磨
陕西“智造”独具匠心
“视频、语音通话、发短信、发微信，这些都可以通过天通一号来实现。”西安分院天通一号卫星副总设计师王五兔介绍说。天通一号卫星一方面工作在低频段，信号传输损耗小、雨衰小，系统设计性能能够有效保证通信质量，另一方面采用通信卫星频率复用技术和星载大型可展开天线，大大地提升了卫星接收信号的灵敏度，也极大地提高了卫星通信的容量。
在卫星高灵敏度工作的背后，是五院西安分院成功攻破低无源互调（PIM）这一困扰当今国际宇航界技术难题的结果。无源互调指天线在大功率发射的同时，由于接收灵敏度高，发射产生的杂波会落入接收通道，形成自身干扰，影响通信能力，原本可以同时支持5000路通话的卫星，或许只能支持500路通话甚至更低，严重时会使卫星接收系统失效。西安分院经过六年艰辛磨砺，采用无源互调综合抑制手段，成功解决了这一难题。
陕西“智造”已然开启卫星移动通信的“手机时代”。随着天通一号卫星的发射，未来的移动通信模式或许将发生根本性的改变。据预计，我国移动通信卫星系统的终端用户十年内将大大增多，也许在不久的将来，带上具有卫星移动通信功能的手机，有天通一号“通天盖地”的本领，我们就可以实现天涯海角无缝通信。
航天五院西安分院 供稿
