电磁频谱：稀缺资源引发激烈竞争

近日，美国SpaceX公司和英国一网公司表示，双方已达成一项频谱协调计划，让当前两家的宽带星座和第二代宽带星座能够共存。两家公司还要求美国联邦通信委员会忽略此前针对对方提出的频谱协调问题。那么，电磁频谱在航天领域为什么如此受重视？它又有哪些特点呢？

可用频谱非常有限

随着航天发射任务越来越多，除了需要发射场等一系列地面硬件设备支持外，看不见的软件支持也至关重要，电磁频谱就是航天器发射和部署中十分重要的资源。

众所周知，无线电通信依靠电磁波在空间传输信息，一秒钟内无线电波震荡的次数叫频率。任何电子设备都需要选择一定范围内的频率来发射或接收信号，包括卫星在内的航天器也不例外。

电磁频谱又称无线电频谱，是指无线电波按照频率或波长分段排列形成的谱系。电磁波频率覆盖的范围很大，电磁波包括可见光、红外线和紫外线、无线电波、X射线和γ射线等类型。

目前，大家通常所说的电磁频谱是指无线电波的频谱，频率一般在10~100吉赫兹之间。第二次世界大战前，德国工程师提出了L波段（1-2吉赫兹）、S波段（2-4吉赫兹）、C波段（4-8吉赫兹）、X波段（8-12吉赫兹）的划分标准，这个不严谨的频谱划分标准凭借先发优势，在通信领域得到了广泛使用，即使现在各种国际组织提出了正式的频率划分标准，但大家在很多场合仍然使用“波段”称呼。

电磁频谱就是一个定义，而且电磁频谱覆盖了从0到无穷大赫兹的范围，理论上是无限的，但从人类实际技术水平和应用需求来讲，可供使用的频谱非常有限，且随着通信技术发展，各种应用对频谱的竞争很激烈。

目前，各国普遍对热门频谱采用拍卖方式，无论是在4G还是5G移动通信发展中，相应通信频谱的拍卖都产生了巨大经济价值。例如，美国为发展5G通信技术，美军特意腾出了一部分C波段的军用频谱，交给美国联邦通信委员会拍卖给移动电信服务商。

虽然电磁频谱是无限的，但常用的频谱竞争十分激烈，这就需要协调频率问题，因为如果大家的卫星都使用相同的频率会产生干扰，所以无线电管理机构需要建立规则来划分、分配、指配频率，以确保各方用户不互相干扰，确保正常使用。

航天发射频繁 企业呼吁开放

过去发展航天事业，和平利用太空一直是国家行为。如今，随着科技的发展，民营航天快速兴起，其发展速度有盖过“国家队”势头。例如，美国SpaceX公司使用猎鹰9火箭频繁发射星链卫星，英国一网公司也在打造卫星星座等，且频频成为航天新闻热点。

发射卫星数量增多，对电磁频谱的使用就越多。美国在之前的航天发射任务中，民营航天公司一般都与“国家队”一起使用频谱，但这种频段并非是商业航天专用，每次发射都需要各家公司向美国联邦通信委员会申请特别的临时权限，申请书还必须提前几个月提交才可能获批。

如果说过去商业航天发射量很小，工作处理起来还能应付，但现在美国每年的商业航天发射数量已经达到两位数，再采用发射一次申请一次的方式显得十分麻烦。

2013年，美国联邦通信委员会发布了一项建议规则制定公告，提出为商业航天发射遥测划出一个频段。然而，当时商业航天发展还处于起步阶段，对未来发展前景还存在诸多疑问，该建议公告就此被搁置。

如今，商业航天发射已经取得了巨大成功，为商业发射划拨频段的呼声越来越高，美国联邦通信委员会不得不将其纳入日程。

此外，美国火箭实验室公司的电子号火箭和英国维珍轨道公司的空射运载火箭也都实现了轨道发射，美国蓝色起源公司正在研制的新格伦火箭也计划在2023年发射升空。

面对政府和军方的航天发射任务有专用遥测频段，而商业航天企业却要临时提前申请，这让大量的商业航天企业难以接受。因此，随着商业航天的快速发展，为商业航天器划拨专门频段已是大势所趋。

既要利用好 也要管理好

电磁频谱属于全球性资源，所有卫星系统在投入使用前，都必须向国际电信联盟申报卫星网络的频率和轨道信息。

虽然国际电信联盟的卫星频段新规对低轨星座完成建设的时间提出了硬性要求，但这对绝大多数卫星互联网运营商并不困难。因此，近年来，越来越多的民营航天公司提出了数量庞大的低轨卫星星座计划。

随着大量卫星星座的申请和部署，商业航天公司在电磁频谱争夺战上日益活跃和强势。以美国如火如荼的商业航天发展为例。美国联邦通信委员会在2021年4月举行的会议，讨论将2200-2290兆赫兹频率划拨给商业航天发射只是一个开始，未来商业航天公司为了发展需求，必将争取更多的电磁频谱。

美国商业航天公司的发展，不仅体现在航天发射上，在航天器制造和运营方面也取得了很大成就，他们在低轨道互联网星座建设上的努力尤其引人注目。

低轨道互联网通信星座建设是目前商业航天发展的热门，SpaceX公司的星链星座，一网公司的一网星座正在建设，蓝色起源公司也在筹建柯伊伯通信星座。以星链星座为例，该低轨道通信星座目前使用的Ku波段和Ka波段为地面用户提供通信接入，这两种波段的频率更高、拥挤程度较低，而且能提供更大的接入带宽。

值得一提的是，目前美国MilStar军事卫星和后继者AEHF军用通信卫星正在使用Q/V波段，如果未来星链星座发展壮大为关键的国家基础通信设施，说不定美军也要继续让步腾出冲突频段。

总之，电磁频谱是目前人类唯一理想的无线信息传输媒介与土地、森林、矿藏等资源一样，它既是一种稀缺的自然资源，也是经济发展、国防建设和社会生活各领域不可或缺、无法替代的战略资源。各国如何利用好、管理好这种资源，需要制定更高效的方案。

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