激光微波通信
本文作者：天疆说
定义
激光微波通信（Laser-Microwave Communication）是指在同一天基通信系统中融合激光（光）和微波两种通信体制，利用各自优势实现互补的混合星间链路技术。该技术方案兼顾微波链路的可靠性和激光链路的高速率，是未来地月空间通信的重要发展方向。
两种体制对比
| 特性 | 微波通信 | 激光通信 |
|---|---|---|
| 频段 | Ka（~26 GHz）、V（~70 GHz） | 光频段（~THz） |
| 数据速率 | 100 kbit/s ~ 10 Mbit/s | 100 Mbit/s ~ 10 Gbit/s |
| 天线尺寸 | 较大（相控阵或多波束） | 较小（光学天线） |
| 功耗 | 较高 | 较低 |
| 捕获跟踪 | 相对容易 | 对准精度要求高 |
| 可靠性 | 高，受天气影响小 | 需精确指向控制 |
技术架构
在基于北斗卫星系统的地月空间通信方案中，激光微波混合链路的架构为：
- 勤务通信（低速、接入控制）：使用短报文和微波链路，数据速率约 400 bit/s ~ 10 Mbit/s
- 业务通信（高速、数据传输）：使用激光链路，数据速率约 100 Mbit/s ~ 10 Gbit/s
- 星载网络信息设备：统一调度激光和微波资源，进行动态链路规划和路由规划
发展现状
- 北斗三号卫星已同时搭载 Ka 微波星间链路和激光星间链路载荷
- DRO-A 星安装了激光通信载荷，DRO 星座卫星均安装了 K 频段微波星间测量通信载荷
- 在国际上首次验证了超过 100 万公里的 K 频段星间微波通信链路
核心要素
技术原理
激光微波通信通过在同一卫星平台上集成激光和微波两种通信终端，根据业务需求选择不同链路体制。微波链路提供可靠的低速连接和测距功能，激光链路提供高速数据传输能力，两者互补构成完整的通信保障。
关键参数
- 微波速率：400 bit/s ~ 10 Mbit/s（勤务通信）
- 激光速率：100 Mbit/s ~ 10 Gbit/s（业务通信）
- 微波频段：Ka（约 26 GHz）、K（18–27 GHz）
- 激光波长：近红外波段
系统架构
采用"勤务+业务"分层架构：星载网络信息设备作为统一调度中心，根据链路状态和业务优先级动态分配激光与微波资源。微波链路常开保证基础连接，激光链路在对准条件下启用高速传输。
应用价值
激光微波混合通信是地月空间通信的理想技术方案，兼顾传输速率和链路可靠性。该技术已在北斗三号和 DRO 星座上得到初步验证，为未来大规模地月空间通信网络建设提供了技术储备。
相关概念
参考文献
- 段志慧, 王坚, 樊怡乐. 基于北斗卫星系统的地月空间全时通信探讨[J]. 遥测遥控, 2026.
- 鲁绍文, 侯霞, 李国通, 等. 空间光通信技术发展现状及趋势[J]. 天地一体化信息网络, 2022, 3(2): 39-46.
- 罗彤, 王伟志, 薛佳音, 等. 深空光通信技术现状及发展趋势[J]. 遥测遥控, 2022, 43(4): 44-55.
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