仪器租赁，为低轨卫星行业研发测试提供有力支持

发布时间：2025-08-14 浏览量：1045

2025年8月4日，在海南商业航天发射场，我国卫星互联网低轨07组卫星由长征十二号运载火箭成功发射升空，卫星顺利进入预定轨道。

自 2024 年 12 月 16 日长征五号乙运载火箭发射卫星互联网低轨01 组卫星，到2025年8月4日07组卫星成功入轨，累计入轨卫星达6组。其中有三组卫星互联网低轨卫星在半个月内发射完毕。

截至2025年6月，中国星网已将 51颗GW星座组网卫星成功送入预定轨道，合计完成13次发射任务。目前，我国第二大巨型低轨商业卫星星座—G60星座（又名：千帆星座）也已完成90颗组网卫星发射，正开展卫星宽带网络业务性能测试和服务功能应用示范。2025年5月24日我国第三个超万颗卫星的巨型低轨卫星星座计划-“鸿鹄三号”星座已提交ITU申请。在政策、技术及市场多方推动下，我国低轨卫星产业保持快速增长，逐步衍生出市场化、多元化产业生态。预计2028年我国卫星互联网年产值有望达到4千亿元，我国低轨卫星网络构建正全速推进。

我国卫星互联网产业链正全面形成，在制造环节，技术革新为规模化生产奠定基础。即卫星研制采用适用批量生产的模块化设计，支持多模块并行组装、集成和测试，结合机器人合舱工艺，可实现批量化并行测试。卫星制造从定制化向批产化的模式转变。在发射环节，火箭技术从高成本向低成本复用方向演进。今年以来长征六号改、长征八号甲等新型火箭实现“一箭多星”常态化发射，在民营火箭领域，可回收火箭加速试验进程，发射效率提升直接带动商业发射服务市场规模不断增大。商业航天发射场投产也显著降低发射成本并提升运力。同时，手机直连卫星技术突破，为卫星互联网产业提供广阔持久的需求空间。

工业和信息化部无线电管理局加强指导、靠前协调，推动完成频率协调体系，创新卫星频率轨道资源管理方式，批量颁发空间无线电台执照和无线电频率使用许可，为卫星互联网项目顺利实施提供无线电频率及轨道资源支撑，加快推进低轨卫星发射部署。

随着我国低轨卫星组网进程加速，据预测，低轨卫星市场规模有望突破千亿元。

面向以上行业应用主推测试方案：

Tx/Rx组件测试

Tx/Rx（发送/接收）模块是射频电子系统最基础构成部分，也是影响系统性能关键部分。

传统T/R模块以模拟器件为主，包括变频器、放大器、滤波器和移相器、衰减器等器件。随着电子系统数字化的演进，T/R模块也从纯粹模拟方式转向了模拟与数字混合及高度集成。
模拟器件，如发射端的混频器、滤波器和功率放大器，以及接收端的低噪放大器、混频器、滤波器等器件特性可用矢量网络分析仪测量。

数字基带部分可以通过示波器、逻辑分析仪等测量。

发射机和接收机系统整体收发性能可用射频信号源和信号分析仪等设备完成验证测试。
ADC/DAC测试

ADC/DAC完成收发系统中的模数/数模转换，直接影响整个无线通信系统性能质量，在低轨卫星应用中是关键核心器件。ADC既需要具备高采样率和高采样带宽，又需要高分辨率，因此高采样速率情况下的保持高精度。

同时信号实时处理功能，为了获取更多目标信号信息，要求ADC尽量接近中频甚至射频。

综上所述，ADC性能指标测试重要性非常高。

ADC测试可分为静态和动态两部分。

静态测试关注稳定模拟信号输入与对应数字输出编码之间的关系是否正确，包括增益误差、失调误差、失码（Missing Codes）、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）等。

动态测试关注在交流输入情况下性能是否合格，细分为三种：
1. 单音测试：信纳比（SINAD）、信噪比（SNR）、有效位数（ENOB）、总谐波失真（THD）、无杂散动态范围（SFDR）等
2. 双音测试：互调失真（IMD）等。
3. 实际信号测试：针对具体应用如卫星，有可能会用实际信号做进一步测试，比如误差向量幅度（Error Vector Magnitude）、相邻信道泄漏比（ACLR）等。
卫星通信信号生成测试

在卫星通信系统中，矢量信号发生器用于生产符合特定卫星标准的调制信号来测试和验证调制/解调器，通信基站等的性能指标，测试包括频率响应、干扰抑制等

需要使用矢量信号源生成卫星信号频段的单音、多音、扫频、脉冲、常见数字调制等多种复杂信号。低轨微信主要采用OFDM信号调制方式，需要测试信号在时域、频域和调制域上的准确程度，能指征系统调制质量和调制精度的指标主要是EVM.

卫星信号生成系统由任意波形发生器、宽带下变频器、采集存储系统、信道模拟器、矢量信号发生器组成。

多通道信道模拟器，综合采用真是卫星信号采集、卫星通道仿真机信道测量等仿真技术。
相控阵天线测试

相控阵天线是一种通过调节阵列中辐射单元相位与幅度实现波束电子转向的天线系统，由天线阵列、馈电网络和波束控制器组成，其中多个辐射单元可共用一个移相器形成子阵组合。其利用移相器改变波束最大指向，可快速完成波束扫描与跟踪，覆盖范围达±60°圆锥扫描区，并通过密度加权技术降低副瓣。有源相控阵（AESA）每个天线单元配备独立的T/R模块，支持多波束生成与抗干扰能力。广泛应用于卫星通信领域，低轨卫星传输距离短，空间损耗小，要求天线具备较大扫描交并且大规模星座对发射容量也有较高要求。相控阵天线具有宽扫描角、低功耗、轻重量，采用电子扫描相控阵实现波束转向、能量聚焦与功率适配能力强，用户终端可集成1280个蜂窝排列天线单元。

相控阵天线的常规测试方法有端口S参数测试，端口驻波测试和互耦测试，各端口的顺序测试使用开关矩阵，同时测试端口之外的其他端口接配置负载。使用仪器主要为矢量网络分析仪（NVA）
卫星通信载荷测试

通信载荷是卫星上的关键设备，负责收发和处理通信信号，是卫星上实现通信功能的核心部件。主要用途包括：

（1）信号转发：通信载荷核心任务之一是接收地面信号，经处理再发回地面，像一个“中继站”，能把地面发来信号重新发射出去，覆盖地面网络无法覆盖的区域，如偏远地区、海洋、飞机和船只等。
（2）数据传输：传输大量数据，尤其在卫星互联网中起类似“路由器”作用，将不同区域数据包转发或路由，确保数据在全球范围内高速传输。对低轨卫星星座特别重要，因为它们能形成全球覆盖卫星网络，帮助实现全球互联网连接。
（3）信号处理：也叫星上处理。不仅简单转发信号，还可处理信号，比如解码、压缩、加密等，提升传输效率和安全性。使通信更快速，同时减轻地面站工作负荷。
（4）星间通信：支持卫星之间信号传输，通过卫星之间通信，能更好实现全球范围内信号覆盖，在低轨卫星星座中尤为重要。

通信载荷的研发已经成为推动中国低轨卫星互联网发展的关键环节，载荷具有更高频率、更宽带宽，高阶复杂调制（高阶QAM，OFDM等），更小尺寸，更高集成度和更强抗干扰能力。尤其是数字再生载荷的模拟信号与数字信号混合（ADC、DAC、数字处理算法，数字预失真、向前纠错码）。同时卫星通信全面纳入移动通信系统的6G体系。在多个信道共享同一个转发器时，多个信道之间由于非线性失真会引入相互干扰，可能降低吞吐处理量。需要在交调失真和转发器数量之间实现最优比。同时在效率和吞吐量之间也要优化，实现高峰均功率比最优解。

卫星使用的功率放大器的设计需要关注效率和线性度的权衡，即提高可靠性最小化功耗，和减少信道干扰最小化失真。主要进行测试是互调失真测试。
卫星信道模拟

由于卫星通信环境与地面通信环境在路径衰减、波束范围、时延、多普勒频移等信道特性方面存在巨大差异，卫星通信信道环境更为复杂，虚拟号传播特性变化更为剧烈。特别是低轨卫星运行速度快，卫星运行过程中时变的信道特性对通信质量带来更高挑战。卫星移动通信体制必须针对星地通信环境特点进行适应性设计，并开展相应的试验验证。

星地信道特性研究与建模研究内容既需要研究整体接收信号强度的大尺度衰落模型特性，包括路径损耗、阴影衰落损耗、大气吸收损耗、闪烁损耗等建模和具体参数，也需要研究星地无线通信系统中的小尺度衰落模型特性，主要包括产生多径分量导致接收信号的快衰落、时延扩展、多普勒扩展和多径衰落信道统计特征等。

在实验室开展通信体制及通信性能研究与验证具有明显优势，可使用信道模拟器模拟无线信道环境，并链接测试终端已在实验室环境中评估系统性能和完成方案验证。可以节省大量资源，并可重复多次测试。

信道模拟器可模拟的三大信道特性：具有多径效应的衰落、时延和多普勒扩展，这些特性都会引起接收信号的相位变化。