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卫星物联网行业报告:低轨道高频卫星通信(39页)

行业报告下载 2019-09-29 24 管理员

随着现代移动通信和电子元器件等技术的飞速发展,卫星的设计研制也呈现出小型化的发展态势。一方面小卫星的重量轻、体积小、成本低、发射风险小;另一方面越来越多的卫星项目开始使用商业组件,为批量化、规模化制造提供了可能性,这都促使卫星的研制成本大大降低(百万到千万级别),生产周期大大缩短(一年左右)。例如美国 OneWeb 宣称每月能够生产约 40 颗小卫星,SpaceX 每颗卫星重量仅为 200多公斤。在发射成本以及卫星制造门槛日益降低的同时,商业发射产业逐渐成本主流,卫星发射不再限制于国家或者行业,从而更多的商业卫星应用探索成为可能。总体看来,全球商业发射市场收入稳步提升,于 2017 年达到历史最高水平,总额达到 30 亿美元,预计 2018 年达到 33.6 亿美元。从发射次数来看,全球商业发射次数稳步上升,其中美国商业发射次数显著增多,2017 年达到 21 次,非商业发射次数略有降低。中国2018 年 1 月长征十一号完成首次全商业发射,标志着中国航天重新回到商业发射市场。

中国运载火箭搭载余量不足,未来商业发射将迎来巨大机遇。截至 2020 年,中国长征系列火箭仅有 7 次搭载机会,所搭载次级荷载轨道受到限制,其中三次搭载余量少于 100kg。然而目前国内卫星星座计划发射卫星 2505 颗,以平均每期发射 10 颗计算,依旧需要超过 250 次发射需求,因此商业发射将被广泛需求。另外,在我国宏观政策等支持下,近年来我国商业航天领域备受资本青睐,2018 年上半年民营火箭公司接连完成大额融资,资本的注入将进一步为商业航空扫清障碍,整合资源实现商业发射产业链的日益完善。低轨道卫星系统一般是指由多个卫星构成的实时信息处理的大型卫星系统,主要用于军事目标探测、手机通讯等,相较于地球同步轨道卫星,低轨道卫星相较高度地因此可使得传输延时短、路径损耗小。多个近地轨道卫星可组成覆盖全球的卫星通信系统,可通过频率复用有效提高频谱利用率。近期,随着卫星小型化技术的推进、信息技术发展以及卫星发射成本的降低,低轨道卫星系统特别是通信卫星系统悄然复苏,并受到诸多互联网、通信、航天航空等巨头企业的青睐

卫星与地面的通信采用 KU 频段,频率在 12-18GHz,用户终端的大小将控制在30cm*65cm,天线大小预计 36cm*16cm,预计终端和现行笔记本大小类似,可方便地移动端需求。地面终端将配合星座系统提供预计 50Mbit/s 的下行速度,上行速度可能较低。 OneWeb 卫星的设计重量预计在 150kg 左右,单星设计成本降控制在 60 万美元,并借鉴空客公司飞机批量生产的技术,实现规模生产进一步降低生产成本,预计每周生产 16 颗卫星。同时,整个系统采用透明转发工作方式,不设置空间链路,减少载荷设备质量、空间、功率等资源消耗,降低技术实现难度。单星具备多波束覆盖能力,支持频率复用,使单星容量达到 10Gbit/s,卫星上总计配有 16 个长椭圆形波束,共覆盖星下 1080km*1080km 的范围,并支持频率复用,单个波束下行速度达 750Mbit/s,上行速度 375Mbit/s。

OneWeb 星座的部署、运营和服务主要依靠资本合作来完成:卫星制造采用与空客(Airbus)合作的方式;卫星发射由阿里安和维珍银河公司完成;高通负责空中接口的设计和打造双模终端;休斯负责终端的设计,并与可口可乐一起负责产品的分销;卫讯公司负责地面信关站的建设;印度巴哈蒂公司(Bharti Enterprise)和墨西哥通信公司(Totalplay Telecommunications)负责印度和墨西哥市场的分销和服务;洛克维尔 -柯林斯公司(Rockwell Collins)公司和汉尼维尔公司(Honeywell)负责航空终端;与Intelsat 共享用户和服务。

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